基于亞聲波的動液面連續檢測技術在大港油田的應用

高永賢 李智（大港油田公司第三采油廠，河北滄州061023）

基于亞聲波的動液面連續檢測技術在大港油田的應用

高永賢 李智（大港油田公司第三采油廠，河北滄州061023）

動液面對于確定油井合理的生產制度具有重要意義。油田一般使用基于聲波反射原理的回聲儀來記錄反射聲波信號，從而獲得動液面。本文主要研究基于亞聲波的動液面連續檢測技術。該技術在確保安全以及不影響油井正常生產的前提下，實現了油井動液面數據的準確連續的的錄取。

亞聲波；動液面；生產效率

在油井開采過程中，產量和綜合效率的最大化是最終目標，而地層的供液能力是制約實現這一目標的根本因素[1]。油井的動液面是反映地層供液能力的一個重要指標，是油田確定合理沉沒度、制定合理工作制度的重要依據。通過對動液面的分析，確定泵深、計算井底流壓；根據動液面變化，判斷油井的工作制度與地層能量的匹配情況[2]。

由于亞聲波能量消失慢、波長較長易于繞開故障物等特點，使得設計采用細膠管作為聲波通道得以實現，可以將聲波采集設備脫離井口，避免安全隱患和對作業的影響。在亞聲波基礎上，進行了相關的理論研究與試驗，并設計新型的動液面連續檢測裝置。

1 技術原理

1.1 亞聲波技術

亞聲波（又稱次聲波），是指頻率小于20Hz（赫茲）的聲波；亞聲波由各種物體的機械振動產生，通過各種彈性介質的振動向四周擴散傳播。通常情況下不會引起人耳的聽覺。亞聲波具有以下特點：

(a)亞聲波的傳播速度和可聞聲波相同；(b)頻率低，不易被大氣和水吸收；(c)波長長，具有很強的穿透能力。

基于上述特點，選擇亞聲波（亞聲波）作為回波信號。它在油套環形空間內傳播距離遠，能量消失慢，故此能夠有較強的靈敏度和檢測能力。

同時，采用細膠管做為聲波通道得以實現，可以將聲波采集設備脫離井口，避免了安全隱患和對作業的影響。

1.2 套壓壓差釋放技術

(a)在有套壓情況下，打開內嵌氣閥，氣流瞬間釋放并通過設備機械發生機構，發出亞聲波。

圖1 有套壓下聲波發生結構工作原理

(b)無套壓的情況下，通過氣泵加壓后，打開內嵌氣閥，氣體是從外向內通過設備機械發生機構，發出亞聲波。

圖2 無套壓下聲波發生結構工作

(c)針對動液面較深且套壓高于0.2MPa的油井，動液面連續檢測裝置采用放氣的方法產生能量，發出亞聲波，使動液面檢測深度達到了2200米。

2 組成結構

2.1 動液面部分

主要包括：檢測儀箱、防爆接線盒、氣泵、小模塊、單向閥、發聲源、電磁閥、儲氣管、壓力變送器、排氣管及配件（膠管、套管合上頭、閥門、對絲、三通、鍍鋅管、墊圈、鍍鋅管、彎頭、鋁塑管、動力線、信號線等）。

圖4 動液面部分實物圖

2.2 遠傳終端部分

主要包括包括：終端箱、油水井采集終端、動液面采集終端、空氣開關、接線排、穩壓電源、數據卡、220-176V變壓器、啟停井檢測盒及配件（螺絲、天線、鑰匙等）。

圖5 動液面部分實物圖

2.3 主要技術參數

表1 主要技術參數

3 結語

大港油田共在10口抽油機井應用了動液面連續檢測裝置，實現了動液面數據的實時監測，完善了油田開發資料。

該技術具有以下特點：

(a)采用亞聲波（頻作為回波信號，可以在油套環控內傳播較遠的距離；實現了使用細膠管作為聲波通道的設想。

(b)采用套壓壓差釋放技術，使得系統在有無套壓的情況下都能發出亞聲波，進行動液面連續檢測。

[1]萬曉鳳，易其軍，雷繼棠，丁卯，張燕飛.動液面遠程自動連續測量裝置實現[J].工程設計學報，2013，(6)：260-264.

[2]陳思維.油井動液面遠程在線監測技術應用[J].石油石化節能（技術應用版），2013，(12)：18-24.

[3]閩貴堂．動液面連續監測技術在間抽油井上的應用[J]．石油工程建設，2012,38(5):61-62．

[4]任建，王平，于天津．抽油機動液面回音信號的聲速提取方法[J]．工業儀表與自動化裝置，2008，38：63-65．

[5]李明，任桂山，劉晴，陳津剛．基于聲波法的井下參數自動采集技術在大港油田的試驗[J]．中國石油的化工，2012，1：50-51．