李飛 （大慶油田有限責任公司第七采油廠）

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

李飛 （大慶油田有限責任公司第七采油廠）

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)測自動啟停控制器。控制器主要由井下壓力計、絕緣測試電纜、偏心防噴盒、井上控制器等構(gòu)成。由壓力計監(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，利用控制器計量軟件記錄油井的能耗數(shù)據(jù)，評價間歇抽油生產(chǎn)的適應性。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)濟效益和社會效益。

低產(chǎn)低滲油井；井下壓力監(jiān)測；自動啟?？刂破?；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?。通過監(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，保障抽油機井在高效狀態(tài)下運行，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?、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偏離套管中心點一定的距離安裝，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)計與改進

2.1井下壓力計

井下壓力計主要包括壓力感應探頭、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了其抗干擾能力，并在井口設(shè)計信號中繼模塊，提高信號穩(wěn)定性和準確性（圖2）。

圖1 井下壓力計機構(gòu)

圖2 井下壓力計實物

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，機械性能更好，耐化學性更好?？紤]到電纜的實際使用情況，絕緣外部增加了鋼絲鎧裝，使整根電纜的抗拉力達到500 kg以上。鎧裝層每股鋼絲采用3根較細單絲絞合形式，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

井上控制器負責儲存和分析采集到的壓力、電流等數(shù)據(jù)。設(shè)計在目前在用的儀表控制柜的基礎(chǔ)上進行改進，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安全提醒及保護裝置

抽油機自動啟動時，現(xiàn)場采用語音與警笛雙重聲音，結(jié)合警告燈光報警；在抽油機井上安裝電子制動系統(tǒng)，消除抽油機井自動停井時由于平衡塊擺動所帶來的安全隱患；加裝平衡塊安全護欄保護系統(tǒng)，在抽油機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)場應用效果及評價

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

3.1井下壓力監(jiān)測自動啟停控制器有功功率準確率驗證

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

表1 設(shè)備能耗計量誤差驗證

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。根據(jù)這一原理對低效井進行一定時間的關(guān)井，使其具有一個壓力、液面的恢復過程，使抽油泵達到一定的沉沒度后，再開井生產(chǎn)，既能減少抽油機運轉(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；當壓力恢復值接近于較緩時，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，能夠達到最佳的生產(chǎn)狀態(tài)。

表2 試驗井間抽生產(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)測啟停控制器通過監(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度。

3）在監(jiān)測井點上安裝油井井下壓力自動啟?？刂破鳎饔途暮侠黹g歇抽油制度，可指導該區(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：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)研究與應用[J].化學工程與裝備，2014（1）：81-84.

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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（華東）（勘查技術(shù)與工程專業(yè)），從事采油工程機采管理技術(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，163517。