自動控制系統(tǒng)在采油管理中的應(yīng)用

孫書偉

摘 要：隨著油藏逐年開采，地層能力下降導(dǎo)致油藏供液能力逐步下降，出現(xiàn)了抽油系統(tǒng)能量損耗、漏失量增大的問題，機(jī)采系統(tǒng)效率出現(xiàn)大幅度降低，注水開發(fā)工藝在一定程度上緩解這一問題，但不能根本解決。目前文南采油管理三區(qū)地層供液不足井逐年增多，目前全區(qū)開井84口井，供液不足井47井次，占全區(qū)總開井的55%，供液能力差是目前導(dǎo)致機(jī)采系統(tǒng)效率低下的主要問題。針對于能降問題補(bǔ)充能量手段有限，如何降低地面能耗就成為目前采油管理中提高機(jī)采系統(tǒng)效率的最直接有效的手段。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng);數(shù)據(jù)采集

1 項(xiàng)目背景

1.1現(xiàn)狀（基本規(guī)模及能耗現(xiàn)狀）

目前文南油田采油井全部是采取的深井泵采油技術(shù)，油井井口通過深井泵將地層產(chǎn)液開采至地面后再經(jīng)過計(jì)量站匯集后中轉(zhuǎn)至聯(lián)合站處理。井口耗能設(shè)備主要由兩種：一是抽油機(jī)電機(jī)，通過電機(jī)帶動再通過游梁曲柄結(jié)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)轶H頭的往復(fù)運(yùn)動。二是井口加藥泵，通過電機(jī)帶動通過傳動軸將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橹耐鶑?fù)運(yùn)動，目前文南采油管理三區(qū)共有游梁式抽油機(jī)96臺，開井84口，其中常開79口，間開5口井，井口加藥泵54臺。機(jī)采系統(tǒng)日耗電量約為18253度左右，單臺抽油機(jī)耗電量最高達(dá)到450度，單臺加藥泵日耗電量9度左右。

1.2項(xiàng)目實(shí)施的目的

降低機(jī)采系統(tǒng)地面能耗，提高機(jī)采系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)效益開發(fā)。

2 主要技術(shù)概況

2.1 技術(shù)思路

通過控制地面用電設(shè)備工作制度調(diào)整油井生產(chǎn)時間，提高工作效率，降低設(shè)備能耗。一是對供液嚴(yán)重不足的井采取間開手段，降低抽油機(jī)地面能耗，提高系統(tǒng)效率;二是對地面加藥設(shè)備采取間開加藥手段，降低加藥泵用電量，提高系統(tǒng)效率。

2.2 核心技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1、通過自動啟停系統(tǒng)設(shè)置抽油機(jī)井的啟停時間，達(dá)到低效停機(jī)的節(jié)能效果;

2、配備軟啟動功能，大大降低電機(jī)的啟動電流，減少沖擊電流對電機(jī)絕緣的破壞、降低電機(jī)運(yùn)行溫度，延長電機(jī)使用壽命;

3、實(shí)現(xiàn)本地、遠(yuǎn)程設(shè)置、啟?？刂乒δ埽瑢?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端控制。

4、井場聲音、影響報警，實(shí)現(xiàn)開井現(xiàn)場警示，提高安全系數(shù)。

5、通過時間控制器實(shí)現(xiàn)加藥泵的自動啟停，間歇開泵，實(shí)現(xiàn)節(jié)電效果。

2.3 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)

通過設(shè)備投用，減少井口抽油機(jī)、加藥泵等用電設(shè)備的用電量，達(dá)到節(jié)能效果，根據(jù)油井供液情況，抽油機(jī)開井時間設(shè)置八小時，高耗能電機(jī)每井次可節(jié)電300度，節(jié)約比例66.7%，加藥泵間開時間設(shè)置2小時，每井次節(jié)電8度，節(jié)電比例91.6%。

3 項(xiàng)目實(shí)施情況

3.1項(xiàng)目研究過程

3.1.1數(shù)據(jù)采集

通過在抽油機(jī)井上安裝遠(yuǎn)程示功儀采集所需的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，采集參數(shù)包括示功圖、沖程、沖次、啟停時間、啟停狀態(tài)等參數(shù)。

3.1.2 數(shù)據(jù)傳輸

數(shù)據(jù)采集傳輸控制方案如圖2所示。

3.1.3、現(xiàn)場測試前準(zhǔn)備

3.1.3.1、硬件準(zhǔn)備：

負(fù)責(zé)在指定的安裝示功儀間抽井上，實(shí)現(xiàn)功圖數(shù)據(jù)采集及傳輸。負(fù)責(zé)間抽、遠(yuǎn)程啟?？刂蒲b置等相關(guān)設(shè)備的安裝，保證間抽井可以按照設(shè)的間抽制度工作運(yùn)行。

3.1.4、軟件準(zhǔn)備：

負(fù)責(zé)在四廠監(jiān)控室安裝間抽智能優(yōu)化軟件，根據(jù)現(xiàn)場傳回的功圖數(shù)據(jù)進(jìn)行間抽制度優(yōu)化計(jì)算，得到合理間抽工作制度數(shù)據(jù)，設(shè)定啟停機(jī)時間。

3.1.5、測試流程設(shè)計(jì)

待試驗(yàn)間抽井的軟、硬件安裝調(diào)試完畢，按下面流程進(jìn)行測試。

第一步：為使測試井的液面和地層壓力恢復(fù)到較好的水平，可先停井一段時間（暫定停井時長為2個小時）恢復(fù)液面和地層壓力。

第二步：待停井時間達(dá)到2小時后，啟動抽油機(jī)，示功儀傳回功圖數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，確定下次停機(jī)時刻及停井時長，并進(jìn)行遠(yuǎn)程停井操作。

第三步：待第二步中確定的停井時長完成后，啟動抽油機(jī)，同時分析計(jì)算得到下次的停機(jī)時刻及停井時長，并設(shè)置相應(yīng)的停井和啟井操作時間。

第四步：該測試井按照第三步設(shè)定的啟停井時間連續(xù)運(yùn)行30天。

第五步：測試井連續(xù)運(yùn)行30天后，再次根據(jù)功圖數(shù)據(jù)對當(dāng)前油井工況進(jìn)行分析，并對前期測試情況進(jìn)行分析和評價，同時確定下一輪測試井的“間抽制度”。

第六步：測試完成，雙方對試驗(yàn)效果進(jìn)行分析和評價。

3.1.6對井口加藥泵通過采取微電腦時控開關(guān)控制開停時間，時間設(shè)置為15：00-17：00，開機(jī)時間2小時，停機(jī)時間22小時。

3.2 現(xiàn)場試驗(yàn)或?qū)嶋H應(yīng)用情況

3.2.1經(jīng)過對機(jī)采井優(yōu)選，挑選W72-169井安裝抽油機(jī)自動啟?？刂蒲b置。

典型井例：W72-169

W72-169井位于屬于我區(qū)66#計(jì)量站，該井位于66#計(jì)量站北300米，生產(chǎn)層位 S2下8S3上1-7S3中3，井段3078.5米-3439.5米，日產(chǎn)液量3.7噸，日產(chǎn)油1.5噸，日產(chǎn)氣39方，泵掛2300.85米，工作制度38mm長泵，沖次3.5次，沖程4.8米。該井在生產(chǎn)過程中長期處于供液不足狀態(tài)，適合采取間開生產(chǎn)制度。

2018.9.30，對該井更換配電箱為自動啟?？刂蒲b置柜，并采取間開措施，每天23：30-7：00開井，其余時間停井，變更生產(chǎn)制度后，生產(chǎn)狀態(tài)明顯變好，且液量未產(chǎn)生明顯變化。

通過裝置開抽后發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)制度有效解決了油井供液不足的問題，將油井產(chǎn)出液在7個半小時內(nèi)有效舉升至井口。

用電量統(tǒng)計(jì)：

該井采用45KW電機(jī)，電機(jī)24小時開井耗電量約450度左右，目前間開7個半小時，日耗電量140度，節(jié)電310度左右

4 節(jié)能環(huán)保效果及經(jīng)濟(jì)效益分析

通過抽油機(jī)井間抽系統(tǒng)與智能加藥泵通過時間控制間開，年節(jié)約電量27.7萬度，年節(jié)約電費(fèi)21.6萬元，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語：在油田開發(fā)的中后期，節(jié)能技術(shù)對于降本增效建設(shè)效益性油田具有至關(guān)重要的意義，抽油井井場耗能設(shè)備的節(jié)能技術(shù)在為企業(yè)帶來巨大的效益的同時，也為國家節(jié)約了大量的能源，企業(yè)發(fā)展同時為環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展作出巨大的貢獻(xiàn)，在各大油田均有推廣應(yīng)用的廣泛前景。

參考文獻(xiàn)：

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