高永賢 李智(大港油田公司第三采油廠,河北滄州061023)
基于亞聲波的動液面連續(xù)檢測技術在大港油田的應用
高永賢 李智(大港油田公司第三采油廠,河北滄州061023)
動液面對于確定油井合理的生產(chǎn)制度具有重要意義。油田一般使用基于聲波反射原理的回聲儀來記錄反射聲波信號,從而獲得動液面。本文主要研究基于亞聲波的動液面連續(xù)檢測技術。該技術在確保安全以及不影響油井正常生產(chǎn)的前提下,實現(xiàn)了油井動液面數(shù)據(jù)的準確連續(xù)的的錄取。
亞聲波;動液面;生產(chǎn)效率
在油井開采過程中,產(chǎn)量和綜合效率的最大化是最終目標,而地層的供液能力是制約實現(xiàn)這一目標的根本因素[1]。油井的動液面是反映地層供液能力的一個重要指標,是油田確定合理沉沒度、制定合理工作制度的重要依據(jù)。通過對動液面的分析,確定泵深、計算井底流壓;根據(jù)動液面變化,判斷油井的工作制度與地層能量的匹配情況[2]。
由于亞聲波能量消失慢、波長較長易于繞開故障物等特點,使得設計采用細膠管作為聲波通道得以實現(xiàn),可以將聲波采集設備脫離井口,避免安全隱患和對作業(yè)的影響。在亞聲波基礎上,進行了相關的理論研究與試驗,并設計新型的動液面連續(xù)檢測裝置。
1.1 亞聲波技術
亞聲波(又稱次聲波),是指頻率小于20Hz(赫茲)的聲波;亞聲波由各種物體的機械振動產(chǎn)生,通過各種彈性介質(zhì)的振動向四周擴散傳播。通常情況下不會引起人耳的聽覺。亞聲波具有以下特點:
(a)亞聲波的傳播速度和可聞聲波相同;(b)頻率低,不易被大氣和水吸收;(c)波長長,具有很強的穿透能力。
基于上述特點,選擇亞聲波(亞聲波)作為回波信號。它在油套環(huán)形空間內(nèi)傳播距離遠,能量消失慢,故此能夠有較強的靈敏度和檢測能力。
同時,采用細膠管做為聲波通道得以實現(xiàn),可以將聲波采集設備脫離井口,避免了安全隱患和對作業(yè)的影響。
1.2 套壓壓差釋放技術
(a)在有套壓情況下,打開內(nèi)嵌氣閥,氣流瞬間釋放并通過設備機械發(fā)生機構,發(fā)出亞聲波。
圖1 有套壓下聲波發(fā)生結構工作原理
(b)無套壓的情況下,通過氣泵加壓后,打開內(nèi)嵌氣閥,氣體是從外向內(nèi)通過設備機械發(fā)生機構,發(fā)出亞聲波。
圖2 無套壓下聲波發(fā)生結構工作
(c)針對動液面較深且套壓高于0.2MPa的油井,動液面連續(xù)檢測裝置采用放氣的方法產(chǎn)生能量,發(fā)出亞聲波,使動液面檢測深度達到了2200米。
2.1 動液面部分
主要包括:檢測儀箱、防爆接線盒、氣泵、小模塊、單向閥、發(fā)聲源、電磁閥、儲氣管、壓力變送器、排氣管及配件(膠管、套管合上頭、閥門、對絲、三通、鍍鋅管、墊圈、鍍鋅管、彎頭、鋁塑管、動力線、信號線等)。
圖4 動液面部分實物圖
2.2 遠傳終端部分
主要包括包括:終端箱、油水井采集終端、動液面采集終端、空氣開關、接線排、穩(wěn)壓電源、數(shù)據(jù)卡、220-176V變壓器、啟停井檢測盒及配件(螺絲、天線、鑰匙等)。
圖5 動液面部分實物圖
2.3 主要技術參數(shù)
表1 主要技術參數(shù)
大港油田共在10口抽油機井應用了動液面連續(xù)檢測裝置,實現(xiàn)了動液面數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測,完善了油田開發(fā)資料。
該技術具有以下特點:
(a)采用亞聲波(頻作為回波信號,可以在油套環(huán)控內(nèi)傳播較遠的距離;實現(xiàn)了使用細膠管作為聲波通道的設想。
(b)采用套壓壓差釋放技術,使得系統(tǒng)在有無套壓的情況下都能發(fā)出亞聲波,進行動液面連續(xù)檢測。
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