螺桿泵智能控制技術現場應用實例

摘 要：螺桿泵采油正得到日益廣泛的應用，與此同時自動化、智能化的設備在油田生產中的作用也在突顯。將螺桿泵采油技術與智能化控制技術有效的結合起來，可以使螺桿泵采油技術達到高效、節能、科學的狀態。

關鍵詞：螺桿泵；智能；高效

引言

遼河油田、新疆油田、河南油田等是我國稠油資源的主要分布區，傳統的抽油機開采能耗大，經濟效益差。螺桿泵具有高效低耗的特點逐步被各油田認可，開始大范圍使用，但是如何提高螺桿泵的效率一直是石油工作者的攻關方向，螺桿泵智能控制技術為螺桿泵更高效的利用提供了一條可借鑒之路。

1 實例井情況說明

以遼河油田某區塊14-15井為例。該塊于2002年投入開發，該井所處區塊邊水能量強，區塊含水逐年遞增，到2007年3月底，區塊綜合含水已經上升到97.76%。

此外，區塊油井日產油量也大幅下降，油井運行過程中受動液面、含水、蠟、砂等因素的影響，各參數變化大，單井日產量舉升能耗高，機采效率低，已停井2個月。

鑒于此，于2007年6月轉為螺桿泵開采，到2008年年底平均產液量27.2m3，日產油1.06t，含水96.1%，泵效63.5%、檢泵周期183d，平均日耗電175kW·h，噸液耗電量6.45kW·h/d。

該井在應用螺桿泵取得一定效果的基礎上，于2009年安裝了智能采油系統。

該井于2011年1月該井因泵漏進行檢泵，作業過程中安裝了螺桿泵智能采油系統，設計泵掛853m。

2 應用情況對比

該井措施前采用傳統的人工調節方式對油井進行控制，其轉數按照對油井制定的參數進行手動控制，變化小，參數單一。本次作業后可利用動液面對該井進行閉環自動控制，取得其生產參數曲線。

傳統的油井生產，由于缺乏可靠的井下數據的支持，油井實時生產的動液面無法獲取，給油井生產帶來了一定的盲目性。螺桿泵智能采油系統利用井下參數實時監測儀器，可以在地面直觀的了解井下的壓力，為油井進行最優化采油提供了數據支持。為摸清該井的最佳生產液面，對該井進行動態生產試驗。

該井試驗前日產液量27.2m3，含水96.1%，日產油為1.06t，由上述數據可知，應用智能采油系統后，通過前后生產數據、井下壓力參數資料、地面含水變化、系統計量數據綜合對比，認為該井在試驗階段井下壓力為3.6～3.7MPa時生產狀態最佳，產量最高，此時的含水最低。這樣，合理的確定該井最佳液面控制在500～490m之間時產能較佳，產量可由原來1.06t的提高到1.39t，平均含水率由原來的96.3%下降為95.3%。

在動態變化試驗的基礎上，調整油井的工作參數，使其在最佳工況下運行，真正實現了動態調整及系統節能。

該井自動調整前后，耗電量、產液單耗均有了明顯變化，耗電量降低了25.2kW·h，產液單耗降低1.12kW·h/t，效果非常顯著。

2012年7月18日，該井實時監測數據顯示，井下溫度由45℃突然升高至53℃，系統報警系統發出警報，并且溫度在逐步升高，同時臨井14-16已經注汽798t，兩口井生產目的層同為于樓油層，存在汽竄的可能性，根據這種情況，判斷為14-16注汽時引起錦14-15汽竄，井下熱流體已經進入14-15井筒，通過對14-15及時采取停井、摻水的措施，防止了14-15發生高溫碎膠的可能，保證了螺桿泵的安全。

2012年10月27日，智能采油管理平臺發出洗井作業的報警通知，該階段生產數據及對應的生產曲線分見表1：

由表1數據可以看出，該井壓力正常，動液面在允許的生產范圍內，但工作電流明顯增加，因此可判斷為該井結蠟問題比較嚴重，因此于2012年10月28日對該井進行熱洗作業，作業后，工作電流恢復正常，作業后的階段生產數據見表2：

表2 14-15井熱洗作業后的生產數據

該井安裝螺桿泵智能采油管理系統后，除了進行3次的例行熱洗作業外，始終保持著高效、穩定運行。到目前為止，該井平均日產液28.2m3，日產油1.39t，含水95.3%，累計增油268t，累計節電約4.6×104kW·h，未發生檢泵作業，有效的延長了油井檢泵周期。此外，該智能系統由于集成視頻監控，有效的防止了偷竊物資、盜油犯罪及無關人員進入危險區域造成意外傷害等事故的發生。

3 結束語

該井措施的成功為螺桿泵高效合理的應用提供了可靠的指導。同時也應該注意到，目前來說我國應用智能化采油的技術還顯得相對落后，成本也較高，暫時不具備規模化推廣。但是，智能采油是目前油田進行高效開發的方向之一，特別是集成了高科技含量，可以以產油量為最終控制目標的智能采油系統還未得以實現，假以時日，智能采油系統若能為包括螺桿泵在內的舉升系統提高科學指導，智能化采油系統的春天才能真正到來。

作者簡介：趙永仁（1977-），男，工程師，2002年畢業于大慶石油學院石油工程專業，2013年畢業于東北石油大學石油工程專業，工程碩士，現就職于中油遼河石油勘探局華油實業公司，從事采油工藝研究。