王華鐘富萍劉全賈碧霞

（1.青海油田財(cái)務(wù)處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質(zhì)量安全環(huán)保處）

智能間抽在青海油田的試驗(yàn)應(yīng)用

王華1鐘富萍2劉全3賈碧霞2

（1.青海油田財(cái)務(wù)處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質(zhì)量安全環(huán)保處）

針對(duì)青海油田部分抽油機(jī)井供液不足、產(chǎn)量低、泵效低、能耗高現(xiàn)狀，試驗(yàn)應(yīng)用智能間抽技術(shù)，在保證油井產(chǎn)液量基本不變的前提下，智能間抽沉沒(méi)度滿足油井采油要求，平均泵效提高8.08個(gè)百分點(diǎn)，平均系統(tǒng)效率提高9.48個(gè)百分點(diǎn)，平均節(jié)電率43%，減少了抽油機(jī)無(wú)功損耗，節(jié)電效果及經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

智能間抽 泵效 系統(tǒng)效率 節(jié)電效果

目前青海油田共有機(jī)械采油井1900余口，開(kāi)井1783口，供液不足導(dǎo)致大量低產(chǎn)低效抽油機(jī)井，其中泵效低于15%的特低泵效井達(dá)300口，占機(jī)采井16.8%。由于油井供液量小于泵排量，多數(shù)低泵效井產(chǎn)生泵空現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致抽油機(jī)運(yùn)行效率降低和能源的浪費(fèi)，同時(shí)也使井下抽油泵空抽磨損增大，降低了抽油泵的使用壽命。目前青海油田解決的辦法是采用人工間抽技術(shù)，即根據(jù)油井供液情況，人工摸索出油井間抽制度，手動(dòng)控制抽油機(jī)的起停時(shí)間。這種方法人為經(jīng)驗(yàn)值比重大，很難保證油井間抽制度的合理性和準(zhǔn)確性[1]。

2010年7月至10月期間，選擇了5個(gè)不同采油作業(yè)區(qū)的5口低產(chǎn)低效井進(jìn)行了智能間抽現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在確保油井產(chǎn)液量基本穩(wěn)定的前提下，根據(jù)油井動(dòng)液面即沉沒(méi)度的大小，油井實(shí)施智能間抽，不僅大幅度減少無(wú)功損耗，油井泵效及系統(tǒng)效率有了明顯提高，實(shí)現(xiàn)了油井生產(chǎn)的最優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)能效果顯著。

1 技術(shù)原理及方法

智能間抽是通過(guò)設(shè)備本身自動(dòng)判斷油井動(dòng)液面深度并實(shí)現(xiàn)間抽功能，在保證產(chǎn)量情況下，智能化控制抽油機(jī)的抽空和空抽，減少抽油機(jī)電力消耗和機(jī)械損耗，達(dá)到節(jié)約電力和設(shè)備維護(hù)的作用[2]。

青海油田試驗(yàn)應(yīng)用的智能間抽是在井口安裝載荷位移傳感器，在載荷重力的作用下傳感器彈性元件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，得到相應(yīng)的參量即載荷信息，內(nèi)部電路將此載荷信息轉(zhuǎn)化為電量信息，電量信息經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換送入嵌入式微電腦高速處理，形成閉環(huán)控制，從而通過(guò)軟件處理計(jì)算抽油桿載荷平均值來(lái)檢測(cè)抽空的發(fā)生。根據(jù)泵抽過(guò)程中流壓變化與載荷傳感器電流變化過(guò)程中電壓變化的相似性，確立抽油機(jī)井間抽過(guò)程中流壓變化的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而根據(jù)該數(shù)學(xué)模型及沃格爾方程，導(dǎo)出間抽過(guò)程中地層滲流方程，通過(guò)在坐標(biāo)系中不斷標(biāo)定，確定出抽油機(jī)井的合理間抽區(qū)間[3]。由于數(shù)字信號(hào)和具體載荷的關(guān)系，與環(huán)境溫度、抽油桿的材料、井況及摩擦力等因素都存在影響，無(wú)法得到絕對(duì)值，只是一個(gè)相對(duì)值，而且這個(gè)相對(duì)值是一個(gè)不斷變化的參量，所以在間抽控制軟件設(shè)計(jì)上精確處理，根據(jù)載荷平均值設(shè)定“空抽值”和“滿抽值”。根據(jù)載荷的實(shí)時(shí)變化，設(shè)備自身通過(guò)軟件處理，運(yùn)用不斷存儲(chǔ)、對(duì)比、優(yōu)化的方法，不斷調(diào)整、精確“空抽值”和“滿抽值”，使抽油機(jī)啟停趨近于科學(xué)合理，即通過(guò)對(duì)抽油機(jī)的光桿載荷實(shí)時(shí)檢測(cè)，精確感知油井負(fù)荷的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)智能間抽控制，使間抽工作制度合理有效。

智能間抽可維持抽油機(jī)在負(fù)載穩(wěn)定或變化情況小的情況下運(yùn)行，通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)油井負(fù)載變化，調(diào)整抽油機(jī)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)，節(jié)省部分勵(lì)磁損耗和負(fù)載損耗，減少由于泵空現(xiàn)象所導(dǎo)致的無(wú)效抽取，使抽油機(jī)的運(yùn)行時(shí)間大大縮短，在不影響油井產(chǎn)量情況下，達(dá)到油井供排平衡，從而大幅提高泵效，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果分析

為了驗(yàn)證該技術(shù)的適用性和應(yīng)用前景，在青海油田5個(gè)采油廠分別選擇了5口低產(chǎn)低效井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。智能間抽現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行了節(jié)電試驗(yàn)和油井供液監(jiān)測(cè)試驗(yàn)。試驗(yàn)采取原始的電表讀取電量的方法，產(chǎn)量采取單井罐或計(jì)量求產(chǎn)車計(jì)量方式，動(dòng)液面測(cè)試按照SY/T 5264—2006《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法》使用CJ-6型液面測(cè)試儀測(cè)試，測(cè)試周期每口井至少為6 d時(shí)間。

2.1 智能間抽節(jié)電試驗(yàn)應(yīng)用效果

2010年7月至10月期間，在青海油田南翼山南淺2-09井、烏南油田烏2井、花土溝油田N3-24-4井、冷湖三號(hào)油田冷7412井共計(jì)4口嚴(yán)重供液不足的油井進(jìn)行了智能間抽節(jié)電試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：4口油井采取智能間抽后，產(chǎn)液量基本穩(wěn)定，對(duì)4口試驗(yàn)井智能間抽前后測(cè)試對(duì)比（表1），平均泵效提高8.08個(gè)百分點(diǎn)，平均系統(tǒng)效率提高9.48個(gè)百分點(diǎn)，平均節(jié)電率為43%，節(jié)電效果顯著。

表1 智能間抽前后節(jié)能效果對(duì)比

2.2 智能間抽監(jiān)測(cè)油井供排關(guān)系應(yīng)用效果

在4口低產(chǎn)低效井驗(yàn)證了智能間抽在保證產(chǎn)液的同時(shí)，節(jié)電效果顯著。為了進(jìn)一步驗(yàn)證智能間抽油井沉沒(méi)度是否滿足采油要求，項(xiàng)目組在油砂山油田308井上進(jìn)行了為期9 d的間抽起停時(shí)間及液面測(cè)試跟蹤。測(cè)試結(jié)果（表2）表明，9 d內(nèi)該井智能間抽啟抽到停抽平均時(shí)間間隔為1 h 10 min，停抽到啟抽平均時(shí)間間隔2 h 30min，平均待液為抽油時(shí)間的2倍；停抽時(shí)油井平均沉沒(méi)度8.58 m，啟抽時(shí)油井平均沉沒(méi)度28.33 m（表2）。測(cè)試表明，智能間抽能較好監(jiān)測(cè)油井供液情況，控制油井啟停時(shí)間，滿足油井間抽要求。

表2 智能間抽油井動(dòng)液面測(cè)試跟蹤

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）試驗(yàn)證明，在青海油田低產(chǎn)低效井上采用智能間抽技術(shù)可提高機(jī)械采油系統(tǒng)效率，提高油井泵效，實(shí)現(xiàn)油井大幅節(jié)能。采用該技術(shù)優(yōu)化油井后，能夠較大幅度提高機(jī)采系統(tǒng)效率，節(jié)電效果顯著。

2）智能間抽能保證油井供排平衡，減少泵抽空和空抽，低產(chǎn)低效井的抽油桿和泵承受交變載荷沖擊的次數(shù)大幅度降低，減緩了泵、桿的磨損和疲勞速度，延長(zhǎng)了泵、桿的使用壽命，有利于延長(zhǎng)油井檢泵周期[4]，爭(zhēng)取生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。

3）利用智能間抽技術(shù)實(shí)施低產(chǎn)低效井優(yōu)化符合青海油田的生產(chǎn)實(shí)際。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，2011年至2012年將在青海油田加大推廣應(yīng)用150口井，按平均節(jié)電率30%計(jì)算，150口井年可節(jié)約電量103.36×104kWh，按目前電費(fèi)0.975元計(jì)算，年可節(jié)約電費(fèi)100.78×104元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]閆成玉.抽油機(jī)智能間抽控制裝置[J].油氣田地面工程,2010,7（29）:58.

[2]孫洪濤,張彥林.抽油機(jī)用節(jié)能控制器的研制[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,8（18）:35.

[3]劉合,高甲善,王雪艷.關(guān)于抽油機(jī)井合理間抽制度的研究[J].石油鉆采工藝，2000,22（1）:69-70.

[4]衛(wèi)麗霞,張建博,謝輝,等.提高抽油井系統(tǒng)效率影響因素與技術(shù)對(duì)策[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011(8):182.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.001

王華，1997年畢業(yè)于西南石油學(xué)院，工程師，從事油田綜合管理工作，E-mail：whuaqh@petrochina.com.cn，地址：甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)青海油田公司財(cái)務(wù)處，736202。

2011-12-15)