抽油機井間抽自動控制裝置的試驗應(yīng)用

蘇成智（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

目前，大慶油田第七采油廠部分區(qū)塊滲透率低，油層薄，供液能力差，導(dǎo)致較大部分抽油機井運行效率較低，該類井低液面、低泵效、低產(chǎn)能，采用常規(guī)抽油機耗電大，系統(tǒng)效率一般小于10%[1]。為降低消耗、提高這部分井的系統(tǒng)效率，開展了抽油機井間抽自動控制裝置試驗研究。該裝置可實現(xiàn)對動液面的實時監(jiān)測，自動控制抽油機井的停機，通過制定合理的間抽制度，提高了抽油機井系統(tǒng)效率，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

1 間抽自動控制裝置

抽油機井間抽自動控制裝置包括間抽自動控制箱、液面連續(xù)監(jiān)測裝置和數(shù)據(jù)處理控制中心三部分。該技術(shù)利用液面連續(xù)監(jiān)測裝置通過無線遠(yuǎn)程控制的電控氣爆脈沖裝置，以次聲波作為聲源，利用軟件算法對波形進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、整理和分析反射波，確定抽油機井動液面位置，并對動液面進(jìn)行實時、連續(xù)監(jiān)測，最后控制中心對抽油機井單井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集和處理；根據(jù)動液面變化規(guī)律，確定抽油機井的合理運行周期，按照制定的間抽時間，控制抽油機井的遠(yuǎn)程自動停機。該裝置可實現(xiàn)對動液面的實時監(jiān)測，自動控制抽油機井的停機，通過制定合理的間抽制度，有效地提高抽油泵的充滿程度，解決供液不足井經(jīng)常燒泵問題；間抽后抽油機井功圖有明顯的改善，提高了抽油機井系統(tǒng)效率，減少了抽油機井的無效能耗。抽油機井間抽自動控制裝置現(xiàn)場構(gòu)成見圖1。

圖1 抽油機井間抽自動控制裝置現(xiàn)場構(gòu)成圖

2 應(yīng)用效果

2013年在采油七廠第三油礦葡扶地區(qū)和第四油礦臺肇地區(qū)，針對低產(chǎn)低效井以及長期供液不足抽油機井，選取68口井應(yīng)用抽油機井間抽自動控制裝置，保證抽油機井能夠在最合理的工況下運行。措施前平均沖速4.2min-1，平均沉沒度86.6m，平均日產(chǎn)液2.0t，平均泵效12.3%。

2.1 單井應(yīng)用效果

采用手動測試動液面（金石液面測試儀）與自動監(jiān)測裝置的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。以148-392井為例，共對比15次，平均測試時間間隔7.1 min，測試平均誤差27.3m（表1）。同時，設(shè)置油井在動液面為200m時自動停機，經(jīng)過現(xiàn)場試驗，實現(xiàn)了此項功能。

通過170-492井、201-811井實施間抽前后功圖的對比情況可以看出，2口井實施間抽后，功圖更加飽滿，功圖面積明顯增加，泵充滿系數(shù)有了較大提高，供排關(guān)系更加合理。其中，170-492井日產(chǎn)油量由0.7 t提高到0.8t，泵效由11.8%提高到14.5%，提高了2.7個百分點；201-811井日產(chǎn)油量保持1.2t未變，泵效由8.4%提高到15.3%，提高了6.9個百分點。

表1 148-392井動液面測試對比

2.2 總體應(yīng)用效果

現(xiàn)場應(yīng)用68口井，跟蹤測試了34 口井的數(shù)據(jù)（表2）：平均單井日增液0.38t，綜合含水下降3.49%，平均泵效提高3.84 個百分點，平均單井日運行時間減少12h，抽油機井平均系統(tǒng)效率提高7.27個百分點，平均單井日節(jié)電52.39kW h，68口井年可累計節(jié)電124.69×104kW h。

表2 安裝前后效果對比

2.3 技術(shù)改進(jìn)及適應(yīng)性

在現(xiàn)場使用中發(fā)現(xiàn)，裝置應(yīng)用初期，測試管直接連接到套管上，妨礙了油井洗井作業(yè)及套壓測試。針對這一問題，組織現(xiàn)場施工人員加裝了三通閥門，既保證了裝置自動測試液面、油井能夠正常洗井，又增強了裝置的防盜性。

經(jīng)現(xiàn)場實際測試和試驗發(fā)現(xiàn)，抽油機井間抽自動控制裝置能夠適用于低產(chǎn)低效井，以及長期供液不足的抽油機井，能夠有效改善這部分井供采不平衡狀況，解決噸液耗電高的問題，可在低產(chǎn)區(qū)塊抽油機井推廣應(yīng)用。

由于液面連續(xù)監(jiān)測裝置以次聲波作為聲源，偏磨嚴(yán)重、震動較大、井下有作業(yè)工具、長期無波等情況，都會對測試結(jié)果有較大影響；同時液面到井口結(jié)蠟高、套管出水出油的油井也會影響正常測試，存在上述問題的抽油機井不適宜應(yīng)用間抽自動控制裝置。

2.4 經(jīng)濟效益

2012年計劃安裝抽油機井間抽自動控制裝置68套，投入費用313.208萬元（不含稅）。

安裝間抽自動控制裝置后，預(yù)計68口井年可節(jié)電124.69×104kW h，年可創(chuàng)經(jīng)濟效益79.69萬元。因安裝裝置后有效地提高了抽油泵的充滿程度，降低了檢泵作業(yè)率，按每年降低檢泵作業(yè)率6%，每口井檢泵作業(yè)費按3.02萬元計算，預(yù)計68套年可節(jié)約檢泵費用12.08萬元。

投資回收期為3.41年。

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）該裝置改變了原有抽油機全日制運行模式，實現(xiàn)了抽油機井的自動間抽控制。由于該裝置目前只能實現(xiàn)自動遠(yuǎn)程控制抽油機停機，還需人為啟動抽油機進(jìn)行運轉(zhuǎn)，因此，功能還有待完善，如何實現(xiàn)安全自動遠(yuǎn)程啟機還需進(jìn)一步研究。

2）該裝置監(jiān)測液面需要接收聲波反射波，因此，對適用的抽油機井有一定的限制，若要推廣使用這種裝置，則需將抽油機井的相關(guān)指標(biāo)調(diào)整到合理范圍內(nèi)。

3）該裝置可實現(xiàn)動液面的實時監(jiān)測，自動控制抽油機井的停機，通過制定合理的間抽制度，有效地提高抽油泵的充滿程度，解決供液不足井經(jīng)常燒泵問題；同時間抽后抽油機井功圖有明顯的改善，提高了抽油機井系統(tǒng)效率，減少了抽油機井的無效能耗，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

[1]張琪.采油工程原理與設(shè)計[M].山東東營:石油大學(xué)出版社,2000.