有桿泵抽油井抽空控制技術(shù)綜合評價試驗

王東 張洪江（遼河油田公司油田節(jié)能監(jiān)測中心）

有桿泵抽油井抽空控制技術(shù)綜合評價試驗

王東 張洪江（遼河油田公司油田節(jié)能監(jiān)測中心）

“抽空控制”對于陸上老油田的有桿泵抽油井的增效節(jié)能作用已經(jīng)被廣泛認(rèn)同，但是要進(jìn)行全面的準(zhǔn)確的技術(shù)評價還有許多問題需要解決。按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對油井進(jìn)行系統(tǒng)效率的測試會受到實際生產(chǎn)環(huán)境的許多約束。進(jìn)入中后期的有桿泵抽油井在生產(chǎn)特性上具有不穩(wěn)定性，如產(chǎn)量不穩(wěn)定，氣油比和水油比不穩(wěn)定，油井產(chǎn)液的黏度也不穩(wěn)定，而單井日產(chǎn)量的計量通常采用計量分離器，只能按某一時間段的產(chǎn)量來推算，造成誤差很大，采用流量計進(jìn)行連續(xù)計量會受到油井產(chǎn)液氣體含量變化的影響。為了能確切地評價抽空控制技術(shù)和裝置對低產(chǎn)有桿泵抽油井的作用，采用井旁安裝小容積地罐進(jìn)行產(chǎn)量計量，取得了更為可靠的評價效果。

抽油井 抽空控制 試驗評價

1 試驗井及區(qū)塊的基本情況

試驗所選井1-42-027是位于杜66塊東南部采油作業(yè)一區(qū)16＃站的一口油井。油田節(jié)能監(jiān)測中心于2007年9月4日~9月6日和9月19日~9月21日分兩次在該油井進(jìn)行綜合評價測試。該塊于1986年投入吞吐開發(fā)，截止目前，杜66南部油井總數(shù)71口,開井59口，日產(chǎn)液168t、日產(chǎn)油51t、綜合含水70%，平均單井日產(chǎn)油0.9t/d，單井日耗電量為230kWh。由于區(qū)塊油品為普通稠油，采用蒸汽吞吐開發(fā)，吞吐周期達(dá)到12周期,地層壓力只有1.1 MPa，低效、負(fù)效益井逐年增多。該井8月份累積生產(chǎn)744h，累積產(chǎn)液118.6t，產(chǎn)油70.5t，平均日產(chǎn)液3.33t/d，日產(chǎn)油2.27t/d。油井動液面1038m，沉沒度52.1m，示功圖為供液不足，見圖1。

圖1 試驗井示功圖

2 抽空控制的基本原理[1]

抽空控制生產(chǎn)是有桿泵抽油井進(jìn)行科學(xué)間歇抽汲的生產(chǎn)模式，其主要原理是根據(jù)抽油泵的充滿度變化為確定間歇模式的主參量，現(xiàn)場模擬傳感器信號通過數(shù)字化的數(shù)據(jù)采集接口輸入到抽空控制器，抽空控制器采用獨特的軟件編程將載荷和光桿沖程隨時間的變化曲線進(jìn)行處理，直接反映井底抽油泵的充滿程度，直觀和精確地表達(dá)了抽油泵內(nèi)液體的充滿程度隨抽汲時間的變化，使油井的生產(chǎn)控制模式真正反應(yīng)井底供排關(guān)系。智能抽空控制器的間歇泵抽工作模式使有桿泵抽油井的產(chǎn)量最大化，電量消耗最小化，有效地延長檢泵周期。

3 現(xiàn)場評價測試

測試主要依據(jù)SY/T5266-1996《機械采油井系統(tǒng)效率測試方法》、SY/T6422-1999《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測定》及油田節(jié)能監(jiān)測中心編制的《作業(yè)指導(dǎo)書》中的有關(guān)部份進(jìn)行測試。

3.1 測試設(shè)備

測試設(shè)備項目，見表1。

3.2 地罐標(biāo)定

對油井產(chǎn)量計量的地罐進(jìn)行特別地改造，使其上安裝玻璃管液位計和電子稱重裝置。地罐為長方型，尺寸和容積見圖2。

表1 測試設(shè)備項目

圖2 地罐標(biāo)定

稱重裝置采用載荷傳感器，安裝于地罐下方一側(cè)的中部，地罐底部的另一側(cè)安裝了可滾動支撐塊，能防止地罐在重量增加時變形引起的摩擦影響。安裝方式見圖3。

圖3 地罐安裝圖

測試采用美國進(jìn)口的電腦虛擬測試儀，型號為DI-710X，采樣速率為14K，A/D轉(zhuǎn)換精度為24位，系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度為0.2%,誤差<10kg。正式測試前，用清水對稱重系統(tǒng)進(jìn)行了標(biāo)定。

清水標(biāo)定的過程采用容積為20kg的水桶，向地罐內(nèi)分次加25桶（500kg）的清水，加到34cm的高度（實際距罐底為49cm），這個高度作為測量最低高度值，然后向罐內(nèi)加清水至120cm（實際距罐底為135cm）高度。在靠近罐底安裝有放水龍頭，每放水25桶（500kg）標(biāo)定一次，在計算機上讀出稱重傳感器的電壓值。從120cm高度，一直放到34cm處。

表 3 原態(tài)條件下的測試數(shù)據(jù)

計量誤差絕對值小于2%，低于分離器計量誤差5%。

曙142027井口地罐稱重標(biāo)定參數(shù)統(tǒng)計見表2。

表2 曙142027井口地罐稱重標(biāo)定參數(shù)統(tǒng)計表

3.3 現(xiàn)場試驗及數(shù)據(jù)

測試安排為兩個階段，第一階段為原態(tài)條件下的測試，共兩天，每天運行24h時記錄一次；第二階段為節(jié)態(tài)測試，同樣兩天，每天運行24h測試一次。

試驗前后油井功圖見圖4、圖5。

圖5 節(jié)態(tài)功圖

圖4 原態(tài)功圖

試驗數(shù)據(jù)記錄見表3、表4、表5。

表4 節(jié)態(tài)條件下的測試數(shù)據(jù)

表5 測試數(shù)據(jù)計算結(jié)果

計算曙1-42-027在原態(tài)下單耗43.56kWh/t，在節(jié)態(tài)工況下為15.11kWh/t。原態(tài)下平均每天的產(chǎn)液量為3.76t，節(jié)態(tài)下平均每天的產(chǎn)液量為4.45t，增產(chǎn)了18.3%。

5 初步結(jié)論

1）油井抽空控制明顯改善泵功況，油井深井泵充滿度由23%提高到52%；

2）油井實施抽空控制具后見到了明顯的節(jié)能效果，油井由常開調(diào)整為開15min，恢復(fù)45min的生產(chǎn)方式，通過再現(xiàn)電表測試其節(jié)電率達(dá)64.92%;噸液單耗下降27kWh。

3）油井實施抽空控制具后見到了一定的增產(chǎn)效果,試驗油井措施前后增產(chǎn)幅度達(dá)到18.3%；

4）油井抽空控制技術(shù)能夠滿足普通稠油低產(chǎn)井的生產(chǎn)需要。

[1]張洪江,陳鐵錚,張守軍,等.油井抽空控制技術(shù)研究與應(yīng)用[J].鉆采工藝,2008(3).

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.09.003

2012-06-28)

王東，高級工程師，1989年畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)，熱能工程專業(yè)，從事油田節(jié)能管理工作，E-mail：wangD-ln@petrochina. com.cn，地址：遼寧省盤錦市遼河油田公司質(zhì)量節(jié)能部，124010。