油井動態液面監測綜合分析

范全軍，馬華鋒，劉景霞

（延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西延安 716000）

1 油井動液面監測技術原理

油井動液面監測是利用油井套管環空伴生氣或壓縮氣體，通過聲爆裝置發生氣體聲爆而產生測試聲波，聲波沿油套環空傳播，經過接箍和液面產生反射回波，微音器將聲波信號輸入嵌入式ARM系統的井口儀表，ARM進行數據處理，或就地計算動液面值，或數據分包、加密、傳輸，采用GPRS外網或無線RTU內網傳輸至后臺監控服務器，采用獨有的聲速計算模型和動液面計算模型進行實時精確和穩定計算，開發大數據分析模型工作于自適應模式，確保一井一方法，實現油井動液面和套壓連續實時動態監測。

2 油井動液面監測技術特點

1）基于物聯網技術與云架構，本地測量、遠程監控、手機APP、多用戶應用，實現數字化油田多種接入與組網模式。

2）采用聲速計算模型與動液面計算模型等核心技術，動液面高精度與穩定監測。

3）獨有的大數據分析模型與自適應模式，滿足不同地層生產油井動液面動態監測，實現一井一方法實時計算。

4）固定式、移動式、便攜式系列產品適合不同用戶的應用。

5）油井動液面監測與間抽控制、液面智能采油控制、不停產二流量試井、鉆井試油、油藏動態監測與描述等配套技術和應用，實現動液面連續監測和油井生產等大數據融合應用。

3 基于動液面的間抽控制技術原理

通過油井動液面的實時動態監測，然后通過工頻柜聯動間抽控制，科學間抽，實現產液量的提高和能源的節約。

4 基于動液面的不停井二流量試井原理

根據油藏水動力學原理，當油井改變工作制度時，將引起井底壓力和井周圍地層壓力變化，壓力變化過程反映了地層和流體性質以及井泄油面積的內外邊界情況。由迭加原理可知，關井是改變油井工作制度的一種模式，不關井只要改變抽油機沖程沖次（即工作制度），連續監測環空液面變化，即可得到井底壓力隨時間的變化的分析資料，為油井優化最佳工作制度和最優開發油田提供依據。

5 現場安裝使用情況

5.1 基本情況介紹

樓坊坪采油隊探79區塊其油井主要生產層位為三疊系的長1、長 2、長 4+5、長6、長8、長9和侏羅系的延8、延 9、延10。目前，探79區塊生產油井動液面監測，樓坊坪采油隊使用手持式回聲儀進行動液面人工采集，1月進行一次液面數據采集，采集費時費力，效率低下，動液面數據完全無法融入動態分析，也不能為油田開發和工作制度調整（間抽）提供有效的信息。項目試驗的目的在于針對樓坊坪采油隊探79區塊試驗，應用西安海聯石化科技有限公司油井動液面連續監測儀表和系統進行油井動液面連續實時監測，試驗與驗證油井動液面監測儀表系統的適應性和動液面監測效果，基于動液面的智能間抽與智能液面控制，以及基于動液面的不停井二流量試井技術應用效果。

油井動液面遠程監測儀安裝在樓坊坪采油大隊探79區塊，每日測試4組數據，目前安裝50臺動液面遠程監測儀上線50口，現場安裝效果如圖1、圖2所示；連續運行18個月，每臺設備每日至少測試4組數據，截至目前已經測量10萬余條測試波形曲線。

圖1 吳28-19井組現場

圖2 吳28-75井組

50臺儀器分布在17個井組里，分別是：吳28-13井組（5臺），吳28-19井組（4臺），吳28-20井組（3臺），吳28-22井組（1臺），吳28-30井組（2臺），吳28-34井組（4臺），吳28-38井組（3臺），吳28-46井組（3臺），吳28-57井組（2臺），吳28-75井組（4臺），吳28-84井組（5臺），吳28-102井組（2臺），吳28-80井組（1臺），吳28-11井組（1臺），吳28-122井組（4臺），吳28-56井組（4臺），吳28-70井組（2臺）。

5.2 測試頻率的設置

油井動液面測試頻率（測試時間間隔），依據油井油藏特點和油井采油工作狀態，以及油井動液面監測儀工作特點確定。在吳起采油廠樓坊坪采油大隊探79區塊，可參照長慶油田采油九廠、采油三廠的動液面監測經驗，6h監測一次，每天24h監測4組動液面變化數據，確保每天一班8h至少有1組動液面變化監測數據。

5.3 層位區域優選

根據區域地質資料，該區域存在13個油組，其中延8、延9、延10和長1、長2、長4+5、長6、長8、長9、長10等油組有油氣顯示。根據開采現狀圖，主力開發層為長1、長2、長6三個油層，同時也是注水開發的單元區塊，要從標準化管理向精細化管理轉變，不但要設置更合理的工作制度（間抽），同時能監測液面變化也是一舉兩得的事情，所以主要選擇生產層為長1、長2、長6的油井這三個區塊的開發提供一定的助力。50口井長1選擇20口，長2選擇16口，長6選擇10口，長4+5選擇2口，長8、長9各選擇1口，油井監測范圍也盡量照顧開發區塊的形狀。

6 取得的認識和應用建議

6.1 對于基礎數據采集的意義

采用特定頻率次聲波、信號頻域處理和聲速模型與算法及自適應模型，對提高油井動液面監測準確性和可靠性至關重要，實現了改變了傳統測量方法，實現數字化、智能化；

6.2 對于間抽調整工作的意義

油井動液面、套壓連續實時監測，確定地層供液能力和抽油泵的最佳沉沒度，制定合理的間抽周期，實現最佳抽油沖次控制，對提高油井產量和抽油效率具有重要作用，實現了間抽方案調整的合理化、科學化，節省了現場摸索時間成本。

（1）經過本項目的實施總結了利用動液面監測儀進行間抽制度制訂的具體方法，包括最佳沉沒度的確定方法，根據啟抽時間和停抽時間確定工作制度的方法，并進行了驗證，證明有效。

（2）同時根據觀察，本區塊特點在于日產液量大于2m3，沉沒度在長開狀態下大于50m的井，不能間抽，間抽會造成動液面快速上升，含水率快速升高。

（3）對于試井測試的意義。通過對同一口井使用的二流量測試技術和關井壓力恢復測試技術進行對比，獲得成果如下：①采用二流量試井，可以用不關井測試方法獲得與關井壓力恢復相同的結果，兩種解釋結果差別較小，減少因關井測試所造成的產量損失，同時，節約了提泵作業費用。②通過分析地層油藏情況，總結出了適合一套該區塊的二流量測試方案和選井標準，對后續的單井不穩定試井工作有極大的參考意義，可推廣至全廠進行驗證。

（4）對于地層油藏分析工作的意義。通過安裝區塊化安裝動液面監測儀，通過日常監測結果和多井的二流量試井結果，可以對地質、油藏進行一定分析，對生產工藝的優化具有指導意義。

（5）對于油井日常監測管理的意義。油井動液面連續實時監測與油田數字化平臺融合，將井場生產油井動液面監測數據實時接入油田數字化平臺，油井數據融合與綜合動態分析，充實生產動態分析數據，實現精細化管理，加快油井工作制度調整與地層情況變化相適應的工作；轉變動液面管理方式，實現井筒液面突漲的預警預報工作，盡早發現套破井和液面突變井。

（6）加大油井動液面連續監測區塊化的應用。加快人工測量液面到數字化測量的液面的采集方式轉變，加快工作方式的改變，從測量數據轉變為分析研究數據為主要工作內容。

（7）對于沉沒度太高的油井，可以對其調整泵掛。

（8）加快基于動液面智能間抽控制推進，實現智能間抽，建設數字化油田。

在現有的試驗基礎上，對低產井和低沉沒度井推廣基于動液面智能間抽控制。

（9）擴大基于動液面不停產二流量試井的應用。利用基于油井動液面監測二流量不停產試井替代壓恢測試試井，擴大應用范圍，逐步代替壓力恢復測試，節省試井測試成本。

7 結束語

1）通過油井動液面連續實時動態監測，生產人員能夠根據動液面確定最佳沉沒度和采油周期，以及最優油田開發工藝，實現油田生產精細化管理。

2）依據實時動液面合理設置采油工藝或通過工頻柜聯動控制，科學間抽與智能控制，降低采油設備維護費用。

3）動液面測試方法及自動監測設備，提高了油井資料錄取準確率及測試效率，為油田開發提供更加準確、可靠依據，指導開發工藝優化，提升油井投出產出效率。