低液量油井不停機間抽優(yōu)化技術(shù)現(xiàn)場試驗

劉濤 張巖 辛宏 劉天宇

長慶油田低液量油井眾多，平均單井產(chǎn)液量只有3.5 m3，主要采用人工間抽方式，但現(xiàn)場間抽技術(shù)存在間抽制度單一、間抽周期長，影響產(chǎn)液量，抽油機自動起停存在安全隱患、頻繁起停抽油機造成機械設(shè)備、油井桿管、抽油機皮帶和電氣等設(shè)備磨損、人員傷害等問題。

為此，通過理論研究低液量油井IPR曲線、泵抽性能和間抽制度的關(guān)系，分析不同間抽制度對不同油井產(chǎn)液量的影響，提出了低液量油井合理間抽制度的確定方法，以“不停機搖擺運行”代替“間抽停井”模式，并研發(fā)了低液量油井不停機密集間抽裝置[1-3]。

1 間開制度確定方法

常規(guī)油井間開制度主要通過停井測試油井動液面-時間恢復(fù)曲線，找到動液面恢復(fù)速度快速下降拐點，以此確定停抽時間。但該方法存在幾方面問題，一是人工間抽停井時間長，部分結(jié)蠟嚴重油井會造成卡泵故障。二是停井時間內(nèi)隨著井底流壓上升，油井實時產(chǎn)量出現(xiàn)不同程度下降。長慶油田5000余口間開井實踐表明，該方法平均影響油井產(chǎn)量0.1 m3/d，部分井潛力未得到充分發(fā)揮。

如圖1所示，油井在停機恢復(fù)液面時，當井底流壓在b、c點范圍時其油井就可以獲得最大產(chǎn)量、且保持穩(wěn)定，當井底流壓大于b點后，產(chǎn)量出現(xiàn)急劇下降趨勢，說明在b、c點范圍內(nèi)進行間抽停井基本不影響油井產(chǎn)量，現(xiàn)場統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出，b、c點井底流壓差值為1 MPa左右[4-5]。

圖1 低產(chǎn)油井IPR曲線

2 不停機密集間抽技術(shù)

2.1 技術(shù)原理

控制方式采用“小周期間抽制度+曲柄往復(fù)搖擺”的模式，即通過不停機擺動曲柄做到停泵不停機，代替常規(guī)間抽中停機等待的過程，一般取搖擺幅度為沖程損失的一半，確保往復(fù)搖擺時上部50%的抽油桿在運動而抽油泵不工作。曲柄搖擺時不需要現(xiàn)場人員去停井關(guān)機[6-7]，不停機間抽運行規(guī)律曲線見圖2。

2.2 裝置組成

研發(fā)的不停機密集間抽裝置主要由控制器、三相電參監(jiān)測裝置和傳感器三部分組成。運行過程中，通過電參監(jiān)測裝置、電動機轉(zhuǎn)速傳感器和曲柄位置傳感器實現(xiàn)對運行狀態(tài)的信號采集，控制器實現(xiàn)對整周運行與擺動運行切換控制，在擺動運行時對運行功率、速度的分布進行計算，根據(jù)擺動運行設(shè)計通過驅(qū)動器來實時調(diào)整運行速度。人工輸入間抽制度（開機時間、搖擺幅度和時間），實現(xiàn)油井智能間抽功能。低液量油井不停機密集間抽裝置技術(shù)原理見圖3。

圖2 不停機間抽運行規(guī)律曲線

圖3 低液量油井不停機密集間抽裝置技術(shù)原理

3 現(xiàn)場試驗

2016—2017年長慶某油田選擇了5口低液量試驗井，試驗前平均產(chǎn)液量1.42 m3/d，含水41.8%，動液面1626 m，沖程2.7 m，沖速3.38次/min，泵掛1666 m，泵徑30.4 mm（表1）。

采用密集間抽替換人工間抽，人工輸入間抽制度，搖擺幅度為油井沖程損失的一半，開機時間沒整點開機，時間以1 h為單位，根據(jù)不同油井壓力恢復(fù)情況定為10 min、15 min或30 min，曲柄往復(fù)搖擺為1 h內(nèi)剩余時間（表2）。

表1 試驗井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

表2 試驗井間抽工作制度

5口油井試驗后，與原有24 h正常生產(chǎn)相比較，采用不停機密集間抽優(yōu)化技術(shù)的油井，在平均日產(chǎn)液基本持平的情況下，抽油平均泵效17.3%提高至49.3%，平均日耗電由68.6 kWh下降至33.8 kWh，有功節(jié)電率50.7%。圖4和圖5為X1井試驗前后地面示功圖疊加圖，反映密集間抽示功圖充滿度比正常開井示功圖更好，說明不停機密集間抽優(yōu)化技術(shù)可以有效改善油井供排關(guān)系，現(xiàn)場試驗結(jié)果見表3。

圖4 正常開井示功圖疊加

表3 現(xiàn)場試驗結(jié)果

圖5 密集間抽示功圖疊加

4 結(jié)論及認識

1）在低液量油井上采用“曲柄往復(fù)搖擺”的運行模式，做到了停泵不停機，有效改善了油井的供排關(guān)系，泵效和節(jié)電率都大幅上升，為低液量油井提質(zhì)增效提供了技術(shù)支持。

2）間開時不需要人員頻繁起停抽油機，降低了人員安全和頻繁起停抽油機造成設(shè)備磨損等。特別對于嚴重結(jié)蠟井，降低了油井因長時間停井造成蠟卡上修的可能性。

長慶油田低產(chǎn)液量油井近2萬口，間開是這部分油井主要的生產(chǎn)方式，未來幾年在間開井上應(yīng)用低液量油井不停機間抽優(yōu)化技術(shù)，為低液量油井“節(jié)能降耗”提供了可靠的技術(shù)手段，應(yīng)用前景十分廣闊。另外，目前該技術(shù)尚未實現(xiàn)結(jié)合油井生產(chǎn)動態(tài)實時自動調(diào)整制度的功能，這是下一步的完善方向。

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