油井壓力監(jiān)測自動啟?？刂破髟诘彤a(chǎn)低滲油田的應(yīng)用效果評價(jià)

李飛 （大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

油井壓力監(jiān)測自動啟?？刂破髟诘彤a(chǎn)低滲油田的應(yīng)用效果評價(jià)

李飛 （大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

隨著油田開發(fā)不斷深入，在生產(chǎn)中出現(xiàn)了低流壓、低泵效、供液不足的低產(chǎn)油井，對其采取間歇抽油生產(chǎn)是一種有效辦法。為了準(zhǔn)確摸索油井的間歇抽油生產(chǎn)規(guī)律，研制了油井井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破?。控制器主要由井下壓力計(jì)、絕緣測試電纜、偏心防噴盒、井上控制器等構(gòu)成。由壓力計(jì)監(jiān)測油井井下壓力變化，通過絕緣測試電纜傳輸?shù)骄峡刂破?，控制油井啟停；同時，利用控制器計(jì)量軟件記錄油井的能耗數(shù)據(jù)，評價(jià)間歇抽油生產(chǎn)的適應(yīng)性。用于現(xiàn)場2口井，通過控制器精確控制油井啟停，在保障油井產(chǎn)量的情況下平均單井日節(jié)電51.6 kWh，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

低產(chǎn)低滲油井；井下壓力監(jiān)測；自動啟停控制器；間歇抽油生產(chǎn)

隨著油田開發(fā)不斷深入，油田能耗逐年增加，油井產(chǎn)量逐年遞減，在生產(chǎn)中出現(xiàn)了低流壓、供液不足的低產(chǎn)油井，對這部分油井采取間歇抽油生產(chǎn)是一種有效辦法。但僅憑經(jīng)驗(yàn)采取統(tǒng)一、固定的間抽制度不是最合理的，為此，研制了油井井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破鳌Ｍㄟ^監(jiān)測油井井下壓力變化，摸索合理的流壓范圍，精確控制油井啟停，保障抽油機(jī)井在高效狀態(tài)下運(yùn)行，盡可能地發(fā)揮地層潛力，體現(xiàn)“穩(wěn)產(chǎn)、高效”的原則。

1 技術(shù)原理

油井井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破饔删聣毫τ?jì)、絕緣測試電纜、偏心防噴盒、井上控制器等構(gòu)成。它通過偏心井口將油管中心點(diǎn)偏離套管中心點(diǎn)一定的距離安裝，油管接箍與套管之間將產(chǎn)生一定的距離，用絕緣電纜將壓力變送器引入井底，通過監(jiān)測井底壓力變化情況精確控制油井啟停。

2 各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

2.1井下壓力計(jì)

井下壓力計(jì)主要包括壓力感應(yīng)探頭、壓力變送器電路、壓力密封套筒、主體支架、絕緣處理、信號轉(zhuǎn)換器。先將通訊柱與主體支架以絲扣連接鎖緊，作絕緣處理，之后將壓力感應(yīng)探頭自主體支架底部圓孔壓入，與壓力變送器電路連接，安裝主體支架密封膠圈，再將壓力密封套筒與主體支架以絲扣連接鎖緊，將限位柱放入主體支架底部圓孔，并擰入底堵。通訊柱接信號轉(zhuǎn)換器的IOUT端，壓力密封套筒接信號轉(zhuǎn)換器的IGND端（圖1）。將壓力計(jì)整體密封在金屬腔體內(nèi)，密封更加可靠。同時，采用數(shù)字信號通信方式增強(qiáng)了其抗干擾能力，并在井口設(shè)計(jì)信號中繼模塊，提高信號穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性（圖2）。

圖1 井下壓力計(jì)機(jī)構(gòu)

圖2 井下壓力計(jì)實(shí)物

2.2絕緣測試電纜

絕緣測試電纜一端與壓力連接器連接，另一端與井上控制器連接，起到電源供給以及信號傳輸?shù)淖饔?。電纜內(nèi)絕緣層與外護(hù)套均采用交聯(lián)聚乙烯材料，該材料與傳統(tǒng)非交聯(lián)材料的區(qū)別為:溫度等級更高，機(jī)械性能更好，耐化學(xué)性更好?？紤]到電纜的實(shí)際使用情況，絕緣外部增加了鋼絲鎧裝，使整根電纜的抗拉力達(dá)到500 kg以上。鎧裝層每股鋼絲采用3根較細(xì)單絲絞合形式，而非單根較粗鋼絲直接鎧裝，使得電纜的彎曲性能更好，在反復(fù)放線、收線的使用環(huán)境下大幅提高電纜使用壽命。

2.3偏心防噴盒

偏心防噴盒固定在偏心井口測試閘門處，外部無裸露，起到固定殼體內(nèi)測試電纜的目的（圖3）。

圖3 偏心防噴盒

2.4井上控制器

井上控制器負(fù)責(zé)儲存和分析采集到的壓力、電流等數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)在目前在用的儀表控制柜的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，增加了可編程控制器（Programmable Logic Controlle）和西門子文本顯示器。能夠時時監(jiān)測油井的壓力數(shù)據(jù)，并將采集到的壓力數(shù)據(jù)記錄在井上控制器中；同時，控制器內(nèi)置了系統(tǒng)效率測試儀器，能夠?qū)崟r監(jiān)測油井的有功功率，判斷油井的能耗情況（圖4）。

圖4 井上控制器

2.5安全提醒及保護(hù)裝置

抽油機(jī)自動啟動時，現(xiàn)場采用語音與警笛雙重聲音，結(jié)合警告燈光報(bào)警；在抽油機(jī)井上安裝電子制動系統(tǒng)，消除抽油機(jī)井自動停井時由于平衡塊擺動所帶來的安全隱患；加裝平衡塊安全護(hù)欄保護(hù)系統(tǒng)，在抽油機(jī)平衡塊外加裝一套網(wǎng)狀圍欄，確保任何時候都能把平衡塊與人或牲畜隔絕開，杜絕事故發(fā)生。

3 現(xiàn)場應(yīng)用效果及評價(jià)

完成各部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn)后，按照《中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：井下壓力計(jì)》 對研制的井下壓力計(jì)的穩(wěn)定性能、準(zhǔn)確性、靈敏閾、零點(diǎn)漂移等進(jìn)行了試驗(yàn)[1]， 井下壓力計(jì)經(jīng)驗(yàn)證誤差在1%以內(nèi)，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。驗(yàn)證完成后，在葡240-122井和葡236-124井上進(jìn)行了現(xiàn)場安裝和調(diào)試，油井井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破髡＿\(yùn)行。

3.1井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破饔泄β蕼?zhǔn)確率驗(yàn)證

利用系統(tǒng)效率測試儀器測試油井當(dāng)前的系統(tǒng)效率，與油井井下壓力監(jiān)測自動啟?？刂破鞅O(jiān)測有功功率準(zhǔn)確率驗(yàn)證見表1。通過驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)備能耗在合同規(guī)定誤差±20%以內(nèi)，達(dá)到合同驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

表1 設(shè)備能耗計(jì)量誤差驗(yàn)證

3.2間歇抽油規(guī)律

油井的產(chǎn)能與油層的供液能力和油井的生產(chǎn)制度有關(guān)，油井生產(chǎn)過程中，油井供油半徑內(nèi)形成壓降漏斗，在油井關(guān)井后，地層壓力和液面逐步恢復(fù)。根據(jù)這一原理對低效井進(jìn)行一定時間的關(guān)井，使其具有一個壓力、液面的恢復(fù)過程，使抽油泵達(dá)到一定的沉沒度后，再開井生產(chǎn)，既能減少抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間，提高抽油泵的泵效，又減少了電力和設(shè)備的損耗。

3.2.1 油井停抽和啟抽時壓力恢復(fù)時間的確定

在不影響油井產(chǎn)量的條件下，最大限度停抽恢復(fù)油井地層壓力，使節(jié)能效果最大化，確定最佳的停抽時間和啟抽生產(chǎn)時間。

采用壓力變化曲線確定油井間抽時間。停抽后，每小時監(jiān)測一次油井壓力，繪制壓力上升曲線，壓力曲線在開始階段理論上相對較快；當(dāng)壓力恢復(fù)值接近于較緩時，確定為啟井時間。開井時，每小時監(jiān)測一次油井壓力，繪制壓力下降曲線，壓力下降曲線在開始階段理論上下降較快；當(dāng)液面下降值接近平緩時，即為油井的最佳關(guān)井時間[2]。

3.2.2 生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析

通過以上理論分析，根據(jù)摸索到的壓力變化規(guī)律，確定合理的間抽時間，具體數(shù)據(jù)如圖5、圖6所示。

圖5 葡240-122井壓力變化曲線

圖6 葡236-124井壓力變化曲線

通過上圖分析，葡240-122井在停抽48 h啟抽24 h，葡236-124井在停抽24 h啟抽24 h，能夠達(dá)到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。

表2 試驗(yàn)井間抽生產(chǎn)前后效果對比

通過間抽前后的產(chǎn)量和能耗對比可以發(fā)現(xiàn)，在維持油井的合理壓力范圍內(nèi)，葡240-122井平均日產(chǎn)量基本維持不變，單井日節(jié)電57.6 kWh；葡236-124井平均日產(chǎn)量下降 0.2 t，日節(jié)電 45.6 kWh，能夠取得良好的節(jié)電效果。

4 結(jié)論及認(rèn)識

1）維持油井的合理流壓，對低流壓、低泵效、供液不足的低產(chǎn)油井采取間歇抽油生產(chǎn)，可在保持油井最大產(chǎn)能的基礎(chǔ)上大大減少油井的日耗電量，體現(xiàn)“穩(wěn)產(chǎn)、高效”的原則。

2）油井井下壓力監(jiān)測啟?？刂破魍ㄟ^監(jiān)測油井井底壓力變化情況自動啟停油井，既減輕了單井的日耗電量，又降低了工人的勞動強(qiáng)度。

3）在監(jiān)測井點(diǎn)上安裝油井井下壓力自動啟停控制器，摸索油井的合理間歇抽油制度，可指導(dǎo)該區(qū)塊相同產(chǎn)液級別的油井安排合理的間歇抽油工作制度。

[1]丁長信,丁明,劉萬駿，等.電子式井下壓力計(jì)：SY/T 6231—2006[S].北京:石油工業(yè)出版社，2006:2-9.

[2]郭麗影.低產(chǎn)低滲油井合理間歇采油技術(shù)研究與應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2014（1）：81-84.

book=43,ebook=46

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.016

2015-12-09

（編輯 李珊梅）

李飛，2010年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）（勘查技術(shù)與工程專業(yè)），從事采油工程機(jī)采管理技術(shù)，E-mail：lifei111@petrochina. com.cn，地址：黑龍江省大慶市大同區(qū)第七采油廠工程技術(shù)大隊(duì)，163517。