劉濤 張巖 辛宏 劉天宇

長慶油田低液量油井眾多，平均單井產液量只有3.5 m3，主要采用人工間抽方式，但現場間抽技術存在間抽制度單一、間抽周期長，影響產液量，抽油機自動起停存在安全隱患、頻繁起停抽油機造成機械設備、油井桿管、抽油機皮帶和電氣等設備磨損、人員傷害等問題。

為此，通過理論研究低液量油井IPR曲線、泵抽性能和間抽制度的關系，分析不同間抽制度對不同油井產液量的影響，提出了低液量油井合理間抽制度的確定方法，以“不停機搖擺運行”代替“間抽停井”模式，并研發(fā)了低液量油井不停機密集間抽裝置[1-3]。

1 間開制度確定方法

常規(guī)油井間開制度主要通過停井測試油井動液面-時間恢復曲線，找到動液面恢復速度快速下降拐點，以此確定停抽時間。但該方法存在幾方面問題，一是人工間抽停井時間長，部分結蠟嚴重油井會造成卡泵故障。二是停井時間內隨著井底流壓上升，油井實時產量出現不同程度下降。長慶油田5000余口間開井實踐表明，該方法平均影響油井產量0.1 m3/d，部分井潛力未得到充分發(fā)揮。

如圖1所示，油井在停機恢復液面時，當井底流壓在b、c點范圍時其油井就可以獲得最大產量、且保持穩(wěn)定，當井底流壓大于b點后，產量出現急劇下降趨勢，說明在b、c點范圍內進行間抽停井基本不影響油井產量，現場統計數據得出，b、c點井底流壓差值為1 MPa左右[4-5]。

圖1 低產油井IPR曲線

2 不停機密集間抽技術

2.1 技術原理

控制方式采用“小周期間抽制度+曲柄往復搖擺”的模式，即通過不停機擺動曲柄做到停泵不停機，代替常規(guī)間抽中停機等待的過程，一般取搖擺幅度為沖程損失的一半，確保往復搖擺時上部50%的抽油桿在運動而抽油泵不工作。曲柄搖擺時不需要現場人員去停井關機[6-7]，不停機間抽運行規(guī)律曲線見圖2。

2.2 裝置組成

研發(fā)的不停機密集間抽裝置主要由控制器、三相電參監(jiān)測裝置和傳感器三部分組成。運行過程中，通過電參監(jiān)測裝置、電動機轉速傳感器和曲柄位置傳感器實現對運行狀態(tài)的信號采集，控制器實現對整周運行與擺動運行切換控制，在擺動運行時對運行功率、速度的分布進行計算，根據擺動運行設計通過驅動器來實時調整運行速度。人工輸入間抽制度（開機時間、搖擺幅度和時間），實現油井智能間抽功能。低液量油井不停機密集間抽裝置技術原理見圖3。

圖2 不停機間抽運行規(guī)律曲線

圖3 低液量油井不停機密集間抽裝置技術原理

3 現場試驗

2016—2017年長慶某油田選擇了5口低液量試驗井，試驗前平均產液量1.42 m3/d，含水41.8%，動液面1626 m，沖程2.7 m，沖速3.38次/min，泵掛1666 m，泵徑30.4 mm（表1）。

采用密集間抽替換人工間抽，人工輸入間抽制度，搖擺幅度為油井沖程損失的一半，開機時間沒整點開機，時間以1 h為單位，根據不同油井壓力恢復情況定為10 min、15 min或30 min，曲柄往復搖擺為1 h內剩余時間（表2）。

表1 試驗井基礎數據

表2 試驗井間抽工作制度

5口油井試驗后，與原有24 h正常生產相比較，采用不停機密集間抽優(yōu)化技術的油井，在平均日產液基本持平的情況下，抽油平均泵效17.3%提高至49.3%，平均日耗電由68.6 kWh下降至33.8 kWh，有功節(jié)電率50.7%。圖4和圖5為X1井試驗前后地面示功圖疊加圖，反映密集間抽示功圖充滿度比正常開井示功圖更好，說明不停機密集間抽優(yōu)化技術可以有效改善油井供排關系，現場試驗結果見表3。

圖4 正常開井示功圖疊加

表3 現場試驗結果

圖5 密集間抽示功圖疊加

4 結論及認識

1）在低液量油井上采用“曲柄往復搖擺”的運行模式，做到了停泵不停機，有效改善了油井的供排關系，泵效和節(jié)電率都大幅上升，為低液量油井提質增效提供了技術支持。

2）間開時不需要人員頻繁起停抽油機，降低了人員安全和頻繁起停抽油機造成設備磨損等。特別對于嚴重結蠟井，降低了油井因長時間停井造成蠟卡上修的可能性。

長慶油田低產液量油井近2萬口，間開是這部分油井主要的生產方式，未來幾年在間開井上應用低液量油井不停機間抽優(yōu)化技術，為低液量油井“節(jié)能降耗”提供了可靠的技術手段，應用前景十分廣闊。另外，目前該技術尚未實現結合油井生產動態(tài)實時自動調整制度的功能，這是下一步的完善方向。

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