抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置的試驗(yàn)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(jī)井運(yùn)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(jī)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(kāi)展了抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置試驗(yàn)研究。該裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)液面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制抽油機(jī)井的停機(jī)，通過(guò)制定合理的間抽制度，提高了抽油機(jī)井系統(tǒng)效率，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

1 間抽自動(dòng)控制裝置

抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置包括間抽自動(dòng)控制箱、液面連續(xù)監(jiān)測(cè)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(cè)裝置通過(guò)無(wú)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(duì)波形進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、整理和分析反射波，確定抽油機(jī)井動(dòng)液面位置，并對(duì)動(dòng)液面進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測(cè)，最后控制中心對(duì)抽油機(jī)井單井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程采集和處理；根據(jù)動(dòng)液面變化規(guī)律，確定抽油機(jī)井的合理運(yùn)行周期，按照制定的間抽時(shí)間，控制抽油機(jī)井的遠(yuǎn)程自動(dòng)停機(jī)。該裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)液面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制抽油機(jī)井的停機(jī)，通過(guò)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(wèn)題；間抽后抽油機(jī)井功圖有明顯的改善，提高了抽油機(jī)井系統(tǒng)效率，減少了抽油機(jī)井的無(wú)效能耗。抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)成見(jiàn)圖1。

圖1 抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置現(xiàn)場(chǎng)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(tái)肇地區(qū)，針對(duì)低產(chǎn)低效井以及長(zhǎng)期供液不足抽油機(jī)井，選取68口井應(yīng)用抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置，保證抽油機(jī)井能夠在最合理的工況下運(yùn)行。措施前平均沖速4.2min-1，平均沉沒(méi)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(dòng)測(cè)試動(dòng)液面（金石液面測(cè)試儀）與自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。以148-392井為例，共對(duì)比15次，平均測(cè)試時(shí)間間隔7.1 min，測(cè)試平均誤差27.3m（表1）。同時(shí)，設(shè)置油井在動(dòng)液面為200m時(shí)自動(dòng)停機(jī)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了此項(xiàng)功能。

通過(guò)170-492井、201-811井實(shí)施間抽前后功圖的對(duì)比情況可以看出，2口井實(shí)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(gè)百分點(diǎn)；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(gè)百分點(diǎn)。

表1 148-392井動(dòng)液面測(cè)試對(duì)比

2.2 總體應(yīng)用效果

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用68口井，跟蹤測(cè)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(gè)百分點(diǎn)，平均單井日運(yùn)行時(shí)間減少12h，抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率提高7.27個(gè)百分點(diǎn)，平均單井日節(jié)電52.39kW h，68口井年可累計(jì)節(jié)電124.69×104kW h。

表2 安裝前后效果對(duì)比

2.3 技術(shù)改進(jìn)及適應(yīng)性

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

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置能夠適用于低產(chǎn)低效井，以及長(zhǎng)期供液不足的抽油機(jī)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(wèn)題，可在低產(chǎn)區(qū)塊抽油機(jī)井推廣應(yīng)用。

由于液面連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置以次聲波作為聲源，偏磨嚴(yán)重、震動(dòng)較大、井下有作業(yè)工具、長(zhǎng)期無(wú)波等情況，都會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有較大影響；同時(shí)液面到井口結(jié)蠟高、套管出水出油的油井也會(huì)影響正常測(cè)試，存在上述問(wèn)題的抽油機(jī)井不適宜應(yīng)用間抽自動(dòng)控制裝置。

2.4 經(jīng)濟(jì)效益

2012年計(jì)劃安裝抽油機(jī)井間抽自動(dòng)控制裝置68套，投入費(fèi)用313.208萬(wàn)元（不含稅）。

安裝間抽自動(dòng)控制裝置后，預(yù)計(jì)68口井年可節(jié)電124.69×104kW h，年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益79.69萬(wàn)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(fèi)按3.02萬(wàn)元計(jì)算，預(yù)計(jì)68套年可節(jié)約檢泵費(fèi)用12.08萬(wàn)元。

投資回收期為3.41年。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）該裝置改變了原有抽油機(jī)全日制運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)了抽油機(jī)井的自動(dòng)間抽控制。由于該裝置目前只能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遠(yuǎn)程控制抽油機(jī)停機(jī)，還需人為啟動(dòng)抽油機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，功能還有待完善，如何實(shí)現(xiàn)安全自動(dòng)遠(yuǎn)程啟機(jī)還需進(jìn)一步研究。

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

3）該裝置可實(shí)現(xiàn)動(dòng)液面的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制抽油機(jī)井的停機(jī)，通過(guò)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(wèn)題；同時(shí)間抽后抽油機(jī)井功圖有明顯的改善，提高了抽油機(jī)井系統(tǒng)效率，減少了抽油機(jī)井的無(wú)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(jì)[M].山東東營(yíng):石油大學(xué)出版社,2000.