動液面在線連續監測技術在超低滲油田的應用

羅有剛，程顥，呼蘇娟，周楊帆，李亞洲

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安710021）

動液面在線連續監測技術在超低滲油田的應用

羅有剛，程顥，呼蘇娟，周楊帆，李亞洲

（中國石油長慶油田分公司油氣工藝研究院、低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西西安710021）

將動液面自動監測裝置與數字化網絡平臺相結合，實現了動液面遠程在線連續監測。通過對低產井動液面的連續監測，可動態監測油井產液情況，并根據動液面變化曲線，確定了低產油井的合理間抽時間。將摸索出的油井間抽制度在現場應用，應用后間抽井產量變化不大，抽油泵效明顯提高、節能效果顯著。

動液面；連續監測；間抽

隨著長慶油田數字化建設的大力開展，對油井生產參數的自動化采集和管理已成為建設“數字化油田”的重要內容之一。目前通過實時采集抽油機井載荷、沖程、沖次等參數已實現了示功圖在線實時監測以及抽油機井功圖計產、工況診斷等功能。而動液面是為油田開發過程中一個重要的生產參數，目前各采油單位普遍使用回聲儀人工測量，這種測量方法自動化程度低，受人為因素影響較大，測試結果誤差大。同時，由于油井數量多，工人勞動強度大，數據處理周期長，且每隔15 d測試一次，測試結果不能實時反映油井的工作狀況，導致油井生產管理滯后，已不能適應“數字化油田”建設的需要。為此，利用已有數字化網絡及平臺，引進動液面自動監測裝置，實現了油井動液面在線連續監測。

1　動液面在線連續監測系統原理及技術特點

1.1系統原理

油井動液面在線連續監測系統主要由井口監測裝置、數據傳輸裝置、液面監控軟件組成。其中井口監測裝置包括井口連接器、機械發聲裝置、聲納傳感器、電磁控制裝置、信號處理模塊、電路控制模塊等。

油井動液面在線連續監測系統利用套管氣為發聲源，采用聲納回聲探測原理，由井口發聲裝置上的電磁閥擊發機構按照設定的程序定時發出一個聲脈沖，聲脈沖沿著油井油套環空向井下傳播，當遇到油管接箍、液面等障礙物時，產生回波，回波由聲納傳感器接收，并轉換為電信號，經過信號放大、濾波處理后，由A/D轉換器進入微處理器識別處理，計算出動液面深度，并將處理后的動液面波形曲線及計算結果通過GPRS或RS485上傳至遠端客戶端SQL server數據庫，通過軟件平臺實現動液面數據全天候實時在線監測。

1.2技術特點

利用套管氣作為發聲聲源，有效降低了測試成本。采用精密的聲納傳感器、數字濾波技術自動辨識動液面深度，處理后的波形、液面清晰可辨，大大提高了測試液面的準確性。液面自動監測裝置預留了標準的ModbusRTU協議的485及232接口，可方便快捷的實現與現有數字化平臺的數據傳輸，并設置了“即時測試”和“定時測試”兩種工作模式，可通過控制中心的PC機進行遠程設置、修改監測靈敏度、自動檢測時間間隔等工作參數。

2　現場應用情況

2012年在華慶油田G123-164等4口井完成了現場安裝，實現了動液面在線連續監測，采集回放的液面波清晰可辨、計算液面較為準確、可靠。

對于低產井，由于地層壓力低，地層能量不足，供液能力較差，而抽油泵排量大于地層供給量，造成深井泵出現“空抽”現象，原油中分離出的氣體增加了機械無功功率和管桿磨損。因此，如何確定低產井合理生產時間，對提高抽汲效率和節能降耗具有重要的指導意義。

2.1測試結果準確性分析

為驗證在線連續監測測試資料的準確性，用常規綜合測井儀進行同步測試，與在線連續監測系統測試資料進行了對比分析。測試對比數據（見表1），從表1可以看出兩種測試方式測試的液面差值≤38 m，最大誤差率為2.8%，因此所測資料比較可靠、準確。

表1　兩種方式測試數據對比分析

2.2低產油井合理生產時間探索

利用動液面在線連續監測技術可實時監測液面恢復及變化情況來摸索油井間抽工作制度。通過對G13井進行停抽液面恢復及開井生產液面連續監測，該井日產液1.07 m3，泵深1 335 m。液面連續監測曲線（見圖1），從圖1可看出停抽后液面上升速度緩慢，95 h上升387 m，平均4.07 m/h，開抽后液面快速下降，生產19 h后液面降至1 312 m，開抽后9 h內液面下降速度快，平均下降30 m/h，9 h后液面下降逐步變緩，平均下降13 m。

圖1　動液面在線連續監測系統原理圖

開抽后從功圖看出，剛開始功圖充滿度較好，9 h后（液面1 199 m）開始出現輕微供液不足，后逐步變差。通過對該井進行液面監測后，確定該井沉沒度應在120 m以上，此時油井功圖飽滿，供液充足，油井合理間抽時間確定為5 h～6 h，試驗效果（見表2），實施后與全開時日產液量相差不大，泵效明顯提高，日耗電量減少50 kW·h。

圖2　123-166井液面變化情況

表2　間抽效果對比分析

3　結論及認識

（1）與現有數字化平臺相結合的動液面在線連續監測技術是“數字化油田”建設的有益補充，提高了液面監測的實時性和準確性，為實現基于動液面控制油井遠程自動調速提供了重要的技術支持。

（2）動液面連續監測技術在油田生產中的應用，有效解決了低產井合理的開井關井時間，根據液面停抽恢復速度和啟抽下降速度確定生產周期，減少空抽現象的發生，減少管桿磨損、提高了抽汲效率。

（3）通過對動液面連續監測，可擬合出動液面變化曲線，從而制定合理間抽時間，使油井長期處于合理沉沒度下，提高抽油泵效、降低油井單耗。

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The application of producing fluid level on-line continuous monitoring in the extra-low permeability reservoir

LUO Yougang，CHEN Hao，HU Sujuan，ZHOU Yangfan，LI Yazhou
（Oil&Gas Technology Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，National Engineering Laboratory For Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field，Xi'an Shanxi 710021，China）

Through combination of dynamic liquid level automatic monitoring devices and digital network and platform，which realizes the dynamic online remote level monitoring，besides，by means of continuous monitoring of low-yield wells dynamic liquid level，according to the dynamic liquid level change curve to determine a reasonable time of intermissive pumping.There was little change for the output of well after field application.It significantly improve pump efficiency，energy-saving effect is remarkable as well.

producing fluid level；continuous monitoring；intermittent pumping

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.013

TE933

B

1673-5285（2015）07-0057-03

2015－05-07

羅有剛（1982-），工程師，碩士研究生，2009年畢業于中國石油大學（華東）油氣田開發工程專業，現主要從事采油工藝方面的研究工作，郵箱：luoyg_cq@petrochina.com.cn。