王東 張洪江（遼河油田公司油田節(jié)能監(jiān)測(cè)中心）

有桿泵抽油井抽空控制技術(shù)綜合評(píng)價(jià)試驗(yàn)

王東 張洪江（遼河油田公司油田節(jié)能監(jiān)測(cè)中心）

“抽空控制”對(duì)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(píng)價(jià)還有許多問(wèn)題需要解決。按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)油井進(jìn)行系統(tǒng)效率的測(cè)試會(huì)受到實(shí)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(jì)量通常采用計(jì)量分離器，只能按某一時(shí)間段的產(chǎn)量來(lái)推算，造成誤差很大，采用流量計(jì)進(jìn)行連續(xù)計(jì)量會(huì)受到油井產(chǎn)液氣體含量變化的影響。為了能確切地評(píng)價(jià)抽空控制技術(shù)和裝置對(duì)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(jì)量，取得了更為可靠的評(píng)價(jià)效果。

抽油井 抽空控制 試驗(yàn)評(píng)價(jià)

1 試驗(yàn)井及區(qū)塊的基本情況

試驗(yàn)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(cè)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(píng)價(jià)測(cè)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(dòng)液面1038m，沉沒(méi)度52.1m，示功圖為供液不足，見圖1。

圖1 試驗(yàn)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(chǎng)模擬傳感器信號(hào)通過(guò)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(dú)特的軟件編程將載荷和光桿沖程隨時(shí)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(shí)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(zhǎng)檢泵周期。

3 現(xiàn)場(chǎng)評(píng)價(jià)測(cè)試

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

3.1 測(cè)試設(shè)備

測(cè)試設(shè)備項(xiàng)目，見表1。

3.2 地罐標(biāo)定

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

表1 測(cè)試設(shè)備項(xiàng)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(dòng)支撐塊，能防止地罐在重量增加時(shí)變形引起的摩擦影響。安裝方式見圖3。

圖3 地罐安裝圖

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

清水標(biāo)定的過(guò)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(shí)際距罐底為49cm），這個(gè)高度作為測(cè)量最低高度值，然后向罐內(nèi)加清水至120cm（實(shí)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(jì)算機(jī)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(cè)試數(shù)據(jù)

計(jì)量誤差絕對(duì)值小于2%，低于分離器計(jì)量誤差5%。

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

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

3.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及數(shù)據(jù)

測(cè)試安排為兩個(gè)階段，第一階段為原態(tài)條件下的測(cè)試，共兩天，每天運(yùn)行24h時(shí)記錄一次；第二階段為節(jié)態(tài)測(cè)試，同樣兩天，每天運(yùn)行24h測(cè)試一次。

試驗(yàn)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(yàn)數(shù)據(jù)記錄見表3、表4、表5。

表4 節(jié)態(tài)條件下的測(cè)試數(shù)據(jù)

表5 測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

計(jì)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(shí)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(guò)再現(xiàn)電表測(cè)試其節(jié)電率達(dá)64.92%;噸液?jiǎn)魏南陆?7kWh。

3）油井實(shí)施抽空控制具后見到了一定的增產(chǎn)效果,試驗(yàn)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(jí)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。