智能間抽在青海油田的試驗應用

王華鐘富萍劉全賈碧霞

（1.青海油田財務處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質量安全環保處）

智能間抽在青海油田的試驗應用

王華1鐘富萍2劉全3賈碧霞2

（1.青海油田財務處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質量安全環保處）

針對青海油田部分抽油機井供液不足、產量低、泵效低、能耗高現狀，試驗應用智能間抽技術，在保證油井產液量基本不變的前提下，智能間抽沉沒度滿足油井采油要求，平均泵效提高8.08個百分點，平均系統效率提高9.48個百分點，平均節電率43%，減少了抽油機無功損耗，節電效果及經濟效益顯著，具有很好的推廣應用價值。

智能間抽 泵效 系統效率 節電效果

目前青海油田共有機械采油井1900余口，開井1783口，供液不足導致大量低產低效抽油機井，其中泵效低于15%的特低泵效井達300口，占機采井16.8%。由于油井供液量小于泵排量，多數低泵效井產生泵空現象，不僅導致抽油機運行效率降低和能源的浪費，同時也使井下抽油泵空抽磨損增大，降低了抽油泵的使用壽命。目前青海油田解決的辦法是采用人工間抽技術，即根據油井供液情況，人工摸索出油井間抽制度，手動控制抽油機的起停時間。這種方法人為經驗值比重大，很難保證油井間抽制度的合理性和準確性[1]。

2010年7月至10月期間，選擇了5個不同采油作業區的5口低產低效井進行了智能間抽現場試驗。試驗結果表明，在確保油井產液量基本穩定的前提下，根據油井動液面即沉沒度的大小，油井實施智能間抽，不僅大幅度減少無功損耗，油井泵效及系統效率有了明顯提高，實現了油井生產的最優化運行，節能效果顯著。

1 技術原理及方法

智能間抽是通過設備本身自動判斷油井動液面深度并實現間抽功能，在保證產量情況下，智能化控制抽油機的抽空和空抽，減少抽油機電力消耗和機械損耗，達到節約電力和設備維護的作用[2]。

青海油田試驗應用的智能間抽是在井口安裝載荷位移傳感器，在載荷重力的作用下傳感器彈性元件產生相應的變形，得到相應的參量即載荷信息，內部電路將此載荷信息轉化為電量信息，電量信息經過模數轉換送入嵌入式微電腦高速處理，形成閉環控制，從而通過軟件處理計算抽油桿載荷平均值來檢測抽空的發生。根據泵抽過程中流壓變化與載荷傳感器電流變化過程中電壓變化的相似性，確立抽油機井間抽過程中流壓變化的數學模型，進而根據該數學模型及沃格爾方程，導出間抽過程中地層滲流方程，通過在坐標系中不斷標定，確定出抽油機井的合理間抽區間[3]。由于數字信號和具體載荷的關系，與環境溫度、抽油桿的材料、井況及摩擦力等因素都存在影響，無法得到絕對值，只是一個相對值，而且這個相對值是一個不斷變化的參量，所以在間抽控制軟件設計上精確處理，根據載荷平均值設定“空抽值”和“滿抽值”。根據載荷的實時變化，設備自身通過軟件處理，運用不斷存儲、對比、優化的方法，不斷調整、精確“空抽值”和“滿抽值”，使抽油機啟停趨近于科學合理，即通過對抽油機的光桿載荷實時檢測，精確感知油井負荷的動態變化，實現智能間抽控制，使間抽工作制度合理有效。

智能間抽可維持抽油機在負載穩定或變化情況小的情況下運行，通過實時檢測油井負載變化，調整抽油機開機和關機狀態，節省部分勵磁損耗和負載損耗，減少由于泵空現象所導致的無效抽取，使抽油機的運行時間大大縮短，在不影響油井產量情況下，達到油井供排平衡，從而大幅提高泵效，達到節能降耗的目的。

2 現場試驗效果分析

為了驗證該技術的適用性和應用前景，在青海油田5個采油廠分別選擇了5口低產低效井進行了現場試驗。智能間抽現場試驗進行了節電試驗和油井供液監測試驗。試驗采取原始的電表讀取電量的方法，產量采取單井罐或計量求產車計量方式，動液面測試按照SY/T 5264—2006《油田生產系統能耗測試和計算方法》使用CJ-6型液面測試儀測試，測試周期每口井至少為6 d時間。

2.1 智能間抽節電試驗應用效果

2010年7月至10月期間，在青海油田南翼山南淺2-09井、烏南油田烏2井、花土溝油田N3-24-4井、冷湖三號油田冷7412井共計4口嚴重供液不足的油井進行了智能間抽節電試驗。現場試驗數據表明：4口油井采取智能間抽后，產液量基本穩定，對4口試驗井智能間抽前后測試對比（表1），平均泵效提高8.08個百分點，平均系統效率提高9.48個百分點，平均節電率為43%，節電效果顯著。

表1 智能間抽前后節能效果對比

2.2 智能間抽監測油井供排關系應用效果

在4口低產低效井驗證了智能間抽在保證產液的同時，節電效果顯著。為了進一步驗證智能間抽油井沉沒度是否滿足采油要求，項目組在油砂山油田308井上進行了為期9 d的間抽起停時間及液面測試跟蹤。測試結果（表2）表明，9 d內該井智能間抽啟抽到停抽平均時間間隔為1 h 10 min，停抽到啟抽平均時間間隔2 h 30min，平均待液為抽油時間的2倍；停抽時油井平均沉沒度8.58 m，啟抽時油井平均沉沒度28.33 m（表2）。測試表明，智能間抽能較好監測油井供液情況，控制油井啟停時間，滿足油井間抽要求。

表2 智能間抽油井動液面測試跟蹤

3 結論與認識

1）試驗證明，在青海油田低產低效井上采用智能間抽技術可提高機械采油系統效率，提高油井泵效，實現油井大幅節能。采用該技術優化油井后，能夠較大幅度提高機采系統效率，節電效果顯著。

2）智能間抽能保證油井供排平衡，減少泵抽空和空抽，低產低效井的抽油桿和泵承受交變載荷沖擊的次數大幅度降低，減緩了泵、桿的磨損和疲勞速度，延長了泵、桿的使用壽命，有利于延長油井檢泵周期[4]，爭取生產時間，降低生產成本。

3）利用智能間抽技術實施低產低效井優化符合青海油田的生產實際。在試驗基礎上，2011年至2012年將在青海油田加大推廣應用150口井，按平均節電率30%計算，150口井年可節約電量103.36×104kWh，按目前電費0.975元計算，年可節約電費100.78×104元，具有良好的經濟效益和社會效益。

[1]閆成玉.抽油機智能間抽控制裝置[J].油氣田地面工程,2010,7（29）:58.

[2]孫洪濤,張彥林.抽油機用節能控制器的研制[J].科學技術與工程,2008,8（18）:35.

[3]劉合,高甲善,王雪艷.關于抽油機井合理間抽制度的研究[J].石油鉆采工藝，2000,22（1）:69-70.

[4]衛麗霞,張建博,謝輝,等.提高抽油井系統效率影響因素與技術對策[J].內蒙古石油化工,2011(8):182.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.001

王華，1997年畢業于西南石油學院，工程師，從事油田綜合管理工作，E-mail：whuaqh@petrochina.com.cn，地址：甘肅省敦煌市七里鎮青海油田公司財務處，736202。

2011-12-15)