葡萄花油田低產低效井間抽自動控制技術應用

李英湛（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

葡萄花油田低產低效井間抽自動控制技術應用

李英湛（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

針對人工控制油井間歇采油方式工作量大、間抽制度調整不及時等問題，葡萄花油田利用3種油井間抽自動控制技術，使油井的間抽制度更加合理，保證了油井的開采效益；同時通過自動控制油井的啟停狀態，降低了勞動強度，為油井實現數字化、自動化控制提供了現場依據。

油井間抽 自動控制 電流 液面 監測

間歇采油方式是各油田在治理低產低效井方面常用的一種管理手段。統計葡萄花油田長期實施間抽的 50 口低產低效井，平均單井月產液 44.20t，月產 油 8.2t， 綜 合 含 水 59.69% 。 目 前 ， 這 50 口 井 執行的間抽制度主要有6種。從統計情況看，各采油單位通常是根據以往的生產資料和經驗制定間抽制度。大部分間抽井都是采用統一、固定的間抽制度，例如每月起抽2天，其他時間停井。由于各區塊所處地層差異較大，每口井的供液能力不同，采用這種統一、固定的間抽制度無法保證間抽井的合理 運 行 ， 影 響 間 抽 井 的 產 量[1]。 解 決 上 述 問 題 的 最好方法就是利用自動化控制、信號采集、計算機等技術，對間抽井實行數據自動采集和啟停自動控制。

1 技術特點及應用效果

目前，葡萄花油田主要應用的低產低效井間抽自動控制技術有3種：電流自動監測控制技術；液面人工監測、抽油機遠程自動控制技術；液面自動監測、抽油機遠程自動控制技術。

1.1電流自動監測控制技術

該技術工藝主要由單片機、電流傳感器、AD轉 換 模 塊 、存儲器 、 開 關 量 輸 入/輸 出 等 部分組成[2]。通過單片機控制，自動采集抽油機上、下行程中瞬時電流的變化軌跡，利用預置的數學模型修正后，描述出抽油機加載、卸載過程的時間變化規律，自動確定間抽井的運行周期并控制抽油機的啟停狀態。

以 1#井為例 （圖1），試驗后該井抽油時間為 1h 26min，沉沒度由 598m 下降到 523m，沉沒度下降速度為 52.4m/min；停井 時間為 4h29min，沉沒度由 523m 恢復到 673m，沉沒度恢復速度為 33.5m/ min。試驗表明，該技術設定的間抽制度能夠較好地控制沉沒度變化范圍，保證油井的供采平衡。

圖1 1#井間抽試驗后的沉沒度變化曲線

2006 年以來在太南區塊現場試驗 5 口井 （表2），平均單井 日運 行時間減少 13.4h， 平均單井日增液 0.3t， 平 均 單 井 日節電 55.8kWh。

表2 現場應用效果統計

1.2液面人工監測、抽油機遠程自動控制技術

該技術是利用液面恢復法的原理，通過人工測試 油 井 開 、 關 井 后 的 液 面 變 化 速 度[3]， 確 定 出 單 井的間抽制度，再把確定的間抽制度在軟件管理平臺上進行預設，通過無線終端控制系統，對間抽井的啟停進行遠程控制。

以 2#井為例，試驗后日運行時間減少 16h，測試示功圖由試驗前的供液不足變為正常狀態，泵效提高 5.4 個百分點。試驗表明，利用液面恢復法制定的間抽制度較為合理，能夠改善低產低效井的供排關系，提高泵效。

2011—2012年在葡扶區塊現場試驗 3口井 （表3），平均單井日運行時間減少 16h，平均單井日增液 0.23t，平均單井日節電 73.25kWh。

表3 現場應用效果統計

1.3液面自動監測、抽油機遠程自動控制技術

該技術工藝主要由液面連續監測裝置、抽油機自動控制裝置、無線通信裝置和終端控制系統組成[4]。同樣以液面恢復法為基礎，通過安裝在井口的液面連續監測裝置，自動監測油井的液面變化規律，由無線通信裝置將監測結果傳輸給終端控制系統，技術人員根據連續監測到的液面變化規律，設定好抽油機的啟停時間，再由終端控制系統對間抽井的啟停進行遠程控制。

以 3#井為例，利用液面連續監測裝置確定該井的 合 理 液 面 范 圍 在 520.7～ 804.5m 之 間 ， 液 面 平 均恢復速度 7.88m/h，下降速度 9.46m/h，由此設定該井的間抽制度為每天抽10h停 14h。從示功圖對比看，試驗后泵的充滿度明顯提高。

2011—2012年在葡扶區塊現場試驗 8口井 （表4），平均單井日運行時間減少 16h，產液量保持穩定，平均單井泵效提高 7.2 個百分點，平均單井日節電 71.2kWh。

表4 試驗前后效果對比

2 經濟效益評價

按照單井日節電55kWh計算，3種間抽自動控制技術 的投 資回 收期分別為 1.56a、1.17a 和 2.42a（表 5）。單從節電效益看，液面人工監測、抽油機遠程自動控制技術的投資回收期最短。

表5 3種間抽自動控制技術的費用構成及效益對比

3 結論與認識

1）電流自動監測控制技術雖然自動化程度較高，但考慮到影響抽油機運行電流的因素較多，如井下結蠟或電動機存在發電狀態等，導致電流波動較大，容易造成系統誤判，影響間抽制度的準確性；液面人工監測、抽油機遠程自動控制技術雖然成本較低，但需要人工監測液面的變化規律，工作量較大，且當井況發生變化時，不能及時調整間抽制度，不便于生產管理；液面自動監測、抽油機遠程自動控制技術可以實時、在線反映油井液面變化規律，隨時根據井況變化調整間抽制度，準確度高，操作簡便，更適合油田的發展需要。

2）抽油機自動啟機過程中，如果有人畜在井場范圍內，可能會造成安全事故；因此在安全性方面，間抽自動控制技術通常是利用語音報警裝置，在抽油機啟機前 3～5min 內，進行語音提示，但語音報警裝置只能作為輔助安全防護措施，一旦裝置發生故障或出現其他問題，后果將十分嚴重。建議將 遠 紅 外 設 備[5]與 間 抽 自 動 控 制 技 術 進 行 集 成 ， 在抽油機平衡塊的兩側形成一個輻射圈，用于監測井場內是否有人畜活動。如果發現人畜活動，控制設備將自動延長油井的啟動時間，直到人畜離開監測范圍，同時控制設備根據延長的時間自動調整原有間抽制度，從而保證抽油機的安全運行。

[1]李明,樊軍,何英,等.抽油機智能間抽設備的研制[J].機 械 研 究 與 應 用 ,2006,19（2）:100-101.

[2]潘智勇.抽油機井智能抽空控制技術研究[J].承德石油高 等 專 科 學 校 學 報,2011,13（3）:25-28.

[3]向 瑜 章,梁 廣 江.抽 油 井 間 抽 控 制 技 術 的 開 發 與 應 用[J].石 油 鉆 采 工 藝,2004,26（4）:68-70.

[4]許萬利.間抽井無線監測控制技術應用[J].石油石化節能 ,2012,2（5）:32-33.

[5]仇國慶,孫霄.紅外控制裝置的應用[J],儀器儀表用戶, 2008（6）:119-120.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.008.008

2013-02-16）

李英湛，2008年畢業于大慶石油學院，從事采油工程及安 全 環 保 工 作， E-mail： houzhixin@petrochina.com.cn， 地 址 ： 黑 龍江省大同區第七采油廠質量安全環保部，163517。