動液面連續監測技術在間抽油井上的應用

閆貴堂

（長慶油田基建工程部，陜西西安 710021）

動液面連續監測技術在間抽油井上的應用

閆貴堂

（長慶油田基建工程部，陜西西安 710021）

目前采油工藝動液面測量是采用回聲儀人工擊發式技術，此動液面的獲取僅為油井瞬間動液面，以瞬間動液面做為沖次等參數調整的依據存在較大誤差，很難保證機采效率，也難以實現生產間抽控制，這種傳統的采油工藝技術已經成為制約油田發展的瓶頸。動液面在線檢測技術可以實現對油井液面的連續動態實時檢測，該技術可實現油井有油時自動抽取，無油時自動停機，能顯著提高間開油井的日產量。文章介紹了動液面在線式檢測儀的工作原理、技術指標、檢測步驟和在間抽油井現場的應用，結果表明增產效果顯著。

間抽油井；動液面；在線式監測

目前，國內各個油田對油井動液面檢測普遍采用采油隊試井工使用移動式測量裝置定期測量的方法，其原理都是利用回聲儀測量技術，只是產生聲音的方式不同而已。由于計算聲速方法多采用設定法，取得的聲速同實際聲速誤差較大，所以計算出的動液面數值誤差也比較大。另外，采油隊試井工定期測量動液面，通過手動放炮測得動液面數據，然后帶回作業區，由資料員分析匯總得出各油井動液面高度，再由技術員根據動液面高度進行抽油機沖次調整或間抽時間的調整。由于每15 d才測一次動液面，加上數據處理時間以及其他一些原因，當技術員根據動液面調整沖次時，所依據的油井動液面已經是較長時間前的數值，如果用此數據去調沖次或間抽時間就失去了實際意義。因此應用動液面連續動態檢測儀實時在線監測油井動液面，根據動液面數值自動控制抽油機的啟停時刻顯得十分必要。

現用的固定時間間開井控制，是用每天抽8 h、停16 h的運行方式，經監測發現，每天抽8 h，而實際能抽到油的時間基本上都僅在4 h以內，顯然有一半時間是空抽狀態。而停抽的16 h時段內，油井液面往往很高，卻沒有抽取。顯而易見，現行的開8 h、停16 h的運行方式是不夠科學的，而采用動液面連續監測技術可以解決這個問題。

1 動液面在線式檢測儀的工作原理

油井動液面檢測方式主要有井下壓力傳感器測試、浮筒法、放空炮彈、氣槍聲源等方式，由于壓力傳感器測試無法實時監測液面，放空炮彈方式安全性較差、操作不方便等，不適合用作動液面在線監測。

動液面在線式檢測儀是通過微量釋放井內的伴生氣產生的次聲波，利用聲納回聲探測的原理，結合自動控制技術，實現聲波的定時發射、數據采集、分析、信號處理、數據上傳等，完成在線液面的自動監測，它是探測油井液面所有技術中最為經濟、可靠的一種測試方法。

其具體工作原理是：聲波由發射器發出之后，經傳播介質到達探測目標，然后聲波被目標反射返回到發射點，被接收換能器 （微音頭）收到，換能器通過電、聲轉換將聲能轉換為電信號。電信號經過放大、濾波和各種處理，最后將結果反饋至顯示、控制系統。在以上過程中，聲波信號往返時間可以通過聲速現場實測得到，利用公式（1）可以得到目標與發射點的距離h（m）。

式中t——聲傳播時間/s；

c——聲速/（m/s）。測量液面到達井口的時間并不難，測量環空內的聲速是液面監測的一個關鍵點。對聲速的測量借助接箍波，通過測量接箍回波時間即可得到聲波速度。

在線式油井液面檢測儀按照井內含氣情況，分內爆、外爆兩種型號。其液面檢測的工作原理相同。

2 動液面在線式檢測儀工作步驟

在線式檢測儀的安裝和工作原理見圖1、圖2。

動液面檢測儀的工作包括以下幾個步驟：

（1）在控制模塊的作用下，氣源向氣槍內部充氣。

（2）氣壓達到一定壓力后，控制模塊打開氣槍內閥門，槍體內的氣體突然釋放，產生一個沖擊波，完成氣槍的發射。

（3）發射的同時，采集模塊開始信號的采集。

（4）采集完成后，信號處理模塊對信號進行處理，處理過程包括信號濾波、接箍波的提取、現場聲速解算、液面特征提取、液面深度計算等一系列過程。

（5）信號處理的結果通過通信接口向抽油機控制器發送。

3 動液面在線式檢測儀技術指標 （見表1）

4 動液面在線式檢測儀在間抽油井現場應用

在線式動液面智能調參裝置可以通過檢測動液面的高度，判定出液面的高度，結合泵掛位置，自動計算出沉沒度，實現在有油的時候自動抽取，無油自動停機。

表1 動液面在線式檢測儀的技術指標

通過動液面監測儀對動液面的監控，合理設定沉沒度位置，沉沒度低、無油時就停抽，沉沒度達到一定值就及時啟抽，始終保持油層具有較好的滲透環境，從而提高抽油機利用率，達到節能增產的目的。

經測試，該裝置實現了使抽油機在有油時自動抽取，無油自動停機，能實現科學、合理、準確的生產，達到節能增產的效果。

對某油田4口間抽油井采用動液面檢測儀前后的產油量、用電量進行測試，其結果對比分別見表2，可以看出，采用動液面檢測儀后油井的產液量有明顯的提高。

表2 采用動液面檢測儀前后產油量和用電量對比

從表2可以得出，平均每口油井每日增產量為0.19 t，用電量增加量為5.17 kW·h；按照廠家給出的一臺控制設備的報價為5.28萬元，每噸原油的價格5 000元，每度電的價格0.5元，可以計算出每口井每年的效益為： （0.19×5 000-5.17×0.5）×365=345 806.47（元），即使用該裝置后每口井每年的效益為34.58萬元。同時，采用該項技術提高了抽油系統效率，降低了設備的磨損，延長了油井免修期，達到了低投入高產出的目的。

5 結束語

從現場和測試數據對比中可見，應用動液面在線式檢測技術實現監測控制，相當于給間開井的抽油機安裝了一雙眼睛，時刻監視油井的動液面位置，達到了油井有油就自動抽取，無油時就自動停機，這種智能量化控制技術，使間開油井的日產液量顯著提高，這對老油田提高產量是科學有效的。

應用在線式動液面監控技術還可以識別油井存在泵漏等故障。當液面很高時，抽油機自動開啟抽取，這時如果有泵漏等故障存在，則會出現經過幾個小時的抽取才開始出油的情況，由此可判斷該油井有泵漏故障存在。應用動態智能間開技術裝備，時刻都能識別油井的故障。

Application of Continuous Monitoring Technique for Dynamic Fluid Level of Intermissive Oildrawing Well

YAN Gui-tang（Capital Construction Department of Changqing Oilfield,Xi’an 710021， China）

Technique of echo-location instrument triggered by manpower is used to measure the dynamic level of oil well at present.The measured dynamic level is instantaneous fluid level,and based on which to regulate pump parameters such as the frequency of stroke would lead to larger error.So it is hard to ensure oil-drawing efficiency and to implement intermissive oil-drawing control.This traditional technique has greatly obstructed oilfield development.The new online dynamic level measuring technique can realize continuous online measurement of the liquid level of oil well,which will automatically control pumping unit to work as oil well filling with oil or stop as oil well lacking of oil.The working principle and technical indexes of the online dynamic liquid level detector as well as the detection procedure are introduced in this paper.Its field application in intermissive oil-drawing wells shows the daily oil production increases obviously.

intermissive oil-drawing well;dynamic fluid level;online monitoring

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.05.017

閆貴堂 （1962-），男，甘肅蘭州人，工程師，1999年畢業于西安石油大學，現從事油氣田基本建設管理工作。

2012-05-07；

2012-06-25