大慶葡萄花油田注水井智能測調工藝現場試驗

焦亮(大慶油田有限責任公司第七采油廠，黑龍江 大慶 163517)

0 引言

目前，油田開發已進入到特高含水期階段，注水質量將直接影響油田開發效果，而測試質量是注水的基礎[1]。面對注水井測試工作量和工作難度不斷增加以及用工緊張的現實情況，現有的測試技術已無法滿足生產需求，因此開展了注水井智能測調系統的現場試驗，以提升測試效率，緩解用工矛盾并降低勞動強度。

1 存在問題

1.1 測試工作量逐年遞增，測試難度逐步加大

截至2020年大慶葡萄花油田共有注水井2 396口，其中分層井2 206口，與2012年相比增加490口。注水井測試工作量由2012年的4 300井次上升到2020年的5 510井次，年均增幅達到28.1%。同時，油田注水井細分程度呈逐年遞增趨勢，截至2020年平均單井注水層段數達3.42個，其中5個層段以上井數達到263口，測試壓力進一步加大。

1.2 人員短缺，員工勞動強度高，安全隱患突出

傳統注水井測試時工人需搬運重達30 kg以上的測試儀器至井口，并攀爬3～4 m高的井口進行安裝，再開展正常測試操作，如圖1所示。當出現壓力高、出油等情況卡堵儀器時，還需反復攀爬防噴管，完成提送鋼絲解卡、開關高壓閘門等高風險作業，冬季施工時，安全隱患尤為突出[2]。

圖1 搬運儀器、攀爬防噴管

基于以上現實，為全面提升葡萄花油田注水井測調效率、降低安全操作風險并緩解用工矛盾，開展了注水井智能測調系統現場試驗，以實現油田持續穩產、高效開發的目標。

2 計劃開展情況及試驗原理

2.1 計劃開展情況

葡萄花油田現有注水井測試班組60個，年均測試工作量5 000井次，班組平均測調效率7.9井次/月，平均測試占井時間3.1 天/井次。自2020年起，在原有的兩臺高效測試車內開展智能測調系統技術改造，實現儀器自動搬運，防噴管自動安拆、遇阻自動解卡等功能，同時實現整個測試過程1人獨立操作完成。計劃開展注水井測調15井次，班組平均測試效率達到8.6 井次/月，平均單井測試時間2.5 天/井次。

2.2 試驗原理

2.2.1 測試儀器自動搬運、回收

針對注水井井口周邊環境紛繁復雜的情況，通過對地面軌道、水平懸軌等多種方案的對比，選用承重3 000 kg以上的鋼絲繩軌道高空運送的方案進行主體設備的自動傳輸，有效規避復雜地形對設備傳送工作的影響。

2.2.2 防噴管自動安裝、拆卸，遇阻自動解卡

通過控制程序及電力驅動輔助，使儀器從水平運送狀態翻轉為垂直，并通過井口定位器，自動對準并完成合緊(或松開)動作。同時通過信號線遠程控制測試閘門自動啟閉，有效規避高空、高壓作業風險。針對測試儀器經常卡堵的情況，設計“自動解卡系統”，如圖2所示，模仿人手提拉動作，完成解卡操作，大幅減輕員工勞動強度和操作風險。

圖2 儀器自動運送與自動解卡

2.2.3 測試全過程1人操作完成

通過應用該套系統，測試時員工只需將井口定位器安裝至井口，其余測試操作均可通過遙控器遠程操作。同時額外設計有線控制、視頻監控和語音報警等功能，有效保證1人測試操作的安全系數。

3 試驗效果及效益分析

3.1 試驗效果

本次試驗共應用該操控系統2套，現場完成測試30井次，平均測調用時2.43 天/井次，測試效率9.05井次/月，同比提升1.15井次/月。整個測試過程可由1人完成，并有效規避高空、高壓作業。在提升測試效率的同時，也節約了操作成本，降低了員工勞動強度和安全風險[3]。截止2020年底，應用該系統已累計完成118井次的測試任務，整體運行良好，獲得良好經濟效益和社會效益，如表1所示。

表1 智能測調寫實表

3.2 效益分析

通過應用該系統，班組操作成本可節約0.24萬元/井次，全年可節約操作成本52.13萬元。下步計劃對剩余的38臺雙滾筒測試車進行改造推廣，預計年可節約操作成本990.4萬元，具有在全油田推廣的良好前景。

4 結語

(1)該系統能夠實現單人自動操控，有效降低員工勞動強度、規避安全風險的同時，可大幅提升測試效率，為油田后續數字化、智能化[4]建設奠定了基礎。

(2)該系統平均單井測調天數2.43 天/井次，測試效率9.05 井次/月，與傳統測試班組相比提升1.15井次/月，平均操作成本可節約0.24萬元/井次。

(3)從測調新技術的發展思路可以看出，自動化和多功能集成化將成為未來測試調配技術的主要發展方向[5]。因此，從經濟效益和現場應用情況分析，注水井智能測調系統具有廣泛的應用前景。