可控式無人值守井場配套技術研究與應用

蔣志勇 景文杰 馬騰 韓利寶

摘要：自2009年數字化建設以來，可控的無人值守井站是提高生產效率、降低生產、人員成本的重要手段，它能夠有效改變員工原有的工作狀態和工作模式，實現油田轉型發展。本文從目前無人值守井場還存在很多問題，主要表現的幾個方面進行了介紹。

關鍵詞：可控 研究 應用

一、方案實施過程

依托數字化平臺，對目前可控式無人值守井場存在的八個方面的瓶頸問題深入分析研究，提出解決方案。

1、油井動液面測試

研發了油井動液面自動監測設備，實現動液面的自動在線監測，降低人工動液面測試的勞動強度，同時加密了動液面的測試頻次。

1.1 結構組成

動液面在線監測設備由井口連接器、排氣閥、消音器等組成，通過反射油管接箍波測得聲速，進而測得液面位置。

1--2寸井口連接器，2--排氣閥，3---井口連接器鎖緊螺母，

4--天線，5--消音器，6--電源線進線口，7--防爆接線盒

圖2-1 動液面線監測設備結構

1.2 工作原理

動液面在線監測設備采用回聲法測試原理，在具有一定壓力的套管氣作為發聲源來產生聲波，聲波在油管和套管的環空空間向下傳播過程中，遇到油管接箍和油氣界面后均會產生一定頻率的反射波。反射波由井口連接器的微音器接收后，轉換為電信號傳輸給濾波電路板，再由濾波電路板對測試數據進行一系列的濾波、整形等處理，最終把測試數據傳送到監控室并繪制出測試曲線進而計算出液面深度。

1.3 技術實施過程

動液面在線監測設備通過三通接頭與套管連接，抽油機配電箱供電，實施每2小時一次的動液面密閉測試，測試結果通過井組RTU實現信號傳輸，由油田內網傳輸至終端客戶端，實現網頁瀏覽和報表生成。

當套管壓力大于0.3MPa時，RTU控制器通過對外電磁閥發出打開指令，產生聲源，同時RTU控制器模塊通過微音器采集聲波信號，經過處理分析后通過數據通訊模塊發送中心進行運算。

當套管壓力小于0.3MPa時，RTU控制器控制微型氣泵開始加壓，并通過微型氣瓶進行儲氣，當微型氣瓶壓力達到1MPa時，開啟對內電磁閥發聲，同時RTU控制器模塊通過微音器采集聲波信號，經過處理分析后通過數據通訊模塊發送中心進行運算。

2、油井防蠟

研制了地面電磁防蠟器，實現了地面管線與井筒的雙向防蠟，降低人工熱洗和加藥的勞動強度。

3、套管陰極保護管理

研發了套管陰極保護在線監測系統，實現陰極保護運行參數的遠程監控和報表生產，減少了人工定期巡查及參數錄取的工作量，方便管理。

二、現場應用情況及效果分析

1、單項技術應用情況及效果

1.1 油井動液面在線監測技術

在柳139-14井組（8口井）和五里灣二區柳82-49井組（3口井）中安裝動液面自動在線監測設備，并利用無線寬帶內網實現遠程傳輸及數據監控。

從基本平穩時監測的數據看，與前期人工手動測試對比，偏差在2.87%，能夠滿足現場生產需求。

1.2 地面電磁防蠟技術

在吳464區塊開展了地面電磁防蠟器試驗，共安裝單井電磁防蠟器2套、井組電磁防蠟器5套。對11口油井進行連續跟蹤，停止加藥、熱洗等清防蠟措施，試驗前后對比，平均熱洗周期由原來的35天延長至141天，年減少熱洗費用15.1萬元。

1.3 套管陰極保護在線監測技術

在五里灣二區20個井組開展了陰極保護在線監控技術試驗，目前已全部上線運行，能夠準確監測電流、電壓等運行參數，能夠實現運行時率的自動計算，減少了人工參數錄取工作量。

1.4井場凝析油自流回收工藝

在五里灣一區柳87-40、柳84-41兩個井組進行試驗，凝析油回收率在60%以上。

目前井場自流式凝析油回收工藝已在13個作業區成功推廣，共應用井組凝析油回收裝置532個井組，凝析油的日均排放次數由安裝前的3.2次降低至1.2次，日均排放量由安裝前的4.2ml降低至1.2ml，有效降低了人工排放凝析油的勞動強度和安全風險。

2、技術集成應用及效果

（1）經濟效益

通過配套技術的集成應用，節省了人工動液面的工作量，節省了崗位員工人工凝析油排放、日常巡井的工作量，可實現無人值守，可節約生產成本9.27萬元。

油井動液面在線監測：38元/次·口×3口×24次=2736元

井場無人值守：90000元/人

（2）社會效益

降低了崗位工人進行凝析油排放、技術人員進行動液面的安全風險和勞動強度，有效提高了無人值守井場的管控水平。

五、結論

（1）設計研發了油井動液面、系統效率在線監測設備，實現了油井動液面、系統效率、耗電量等關鍵參數在線監測，降低人工測試勞動強度，同時為生產井的技術優化調整提供了準確、可靠依據。

（2）地面電磁防蠟設備具有較好的防蠟效果，可在我廠吳464、吳433、楊66等結蠟嚴重區塊進行規模推廣應用。

（3）開發了套管陰極保護在線監測系統，對數字化視頻監控系統進行升級改造，創新應用低照度高清一體化攝像技術，替代人工井場巡查，為數字化無人值守奠定了基礎。

（4）設計了井場凝析油自流式回收工藝，實現凝析油的自動回收，降低人工排放的安全風險。

參考文獻：

[1]石油規劃設計，對長輸管道陰極保護管理體制改革的建議，胡士信，1994，第5期，第5卷。

[2]唐明華油氣管道陰極保護北京石油工業出版社1986，604