王華鐘富萍劉全賈碧霞

（1.青海油田財(cái)務(wù)處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質(zhì)量安全環(huán)保處）

智能間抽在青海油田的試驗(yàn)應(yīng)用

王華1鐘富萍2劉全3賈碧霞2

（1.青海油田財(cái)務(wù)處；2.青海油田鉆采工藝研究院；3.青海油田質(zhì)量安全環(huán)保處）

針對青海油田部分抽油機(jī)井供液不足、產(chǎn)量低、泵效低、能耗高現(xiàn)狀，試驗(yàn)應(yīng)用智能間抽技術(shù)，在保證油井產(chǎn)液量基本不變的前提下，智能間抽沉沒度滿足油井采油要求，平均泵效提高8.08個百分點(diǎn)，平均系統(tǒng)效率提高9.48個百分點(diǎn)，平均節(jié)電率43%，減少了抽油機(jī)無功損耗，節(jié)電效果及經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

智能間抽 泵效 系統(tǒng)效率 節(jié)電效果

目前青海油田共有機(jī)械采油井1900余口，開井1783口，供液不足導(dǎo)致大量低產(chǎn)低效抽油機(jī)井，其中泵效低于15%的特低泵效井達(dá)300口，占機(jī)采井16.8%。由于油井供液量小于泵排量，多數(shù)低泵效井產(chǎn)生泵空現(xiàn)象，不僅導(dǎo)致抽油機(jī)運(yùn)行效率降低和能源的浪費(fèi)，同時(shí)也使井下抽油泵空抽磨損增大，降低了抽油泵的使用壽命。目前青海油田解決的辦法是采用人工間抽技術(shù)，即根據(jù)油井供液情況，人工摸索出油井間抽制度，手動控制抽油機(jī)的起停時(shí)間。這種方法人為經(jīng)驗(yàn)值比重大，很難保證油井間抽制度的合理性和準(zhǔn)確性[1]。

2010年7月至10月期間，選擇了5個不同采油作業(yè)區(qū)的5口低產(chǎn)低效井進(jìn)行了智能間抽現(xiàn)場試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，在確保油井產(chǎn)液量基本穩(wěn)定的前提下，根據(jù)油井動液面即沉沒度的大小，油井實(shí)施智能間抽，不僅大幅度減少無功損耗，油井泵效及系統(tǒng)效率有了明顯提高，實(shí)現(xiàn)了油井生產(chǎn)的最優(yōu)化運(yùn)行，節(jié)能效果顯著。

1 技術(shù)原理及方法

智能間抽是通過設(shè)備本身自動判斷油井動液面深度并實(shí)現(xiàn)間抽功能，在保證產(chǎn)量情況下，智能化控制抽油機(jī)的抽空和空抽，減少抽油機(jī)電力消耗和機(jī)械損耗，達(dá)到節(jié)約電力和設(shè)備維護(hù)的作用[2]。

青海油田試驗(yàn)應(yīng)用的智能間抽是在井口安裝載荷位移傳感器，在載荷重力的作用下傳感器彈性元件產(chǎn)生相應(yīng)的變形，得到相應(yīng)的參量即載荷信息，內(nèi)部電路將此載荷信息轉(zhuǎn)化為電量信息，電量信息經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換送入嵌入式微電腦高速處理，形成閉環(huán)控制，從而通過軟件處理計(jì)算抽油桿載荷平均值來檢測抽空的發(fā)生。根據(jù)泵抽過程中流壓變化與載荷傳感器電流變化過程中電壓變化的相似性，確立抽油機(jī)井間抽過程中流壓變化的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而根據(jù)該數(shù)學(xué)模型及沃格爾方程，導(dǎo)出間抽過程中地層滲流方程，通過在坐標(biāo)系中不斷標(biāo)定，確定出抽油機(jī)井的合理間抽區(qū)間[3]。由于數(shù)字信號和具體載荷的關(guān)系，與環(huán)境溫度、抽油桿的材料、井況及摩擦力等因素都存在影響，無法得到絕對值，只是一個相對值，而且這個相對值是一個不斷變化的參量，所以在間抽控制軟件設(shè)計(jì)上精確處理，根據(jù)載荷平均值設(shè)定“空抽值”和“滿抽值”。根據(jù)載荷的實(shí)時(shí)變化，設(shè)備自身通過軟件處理，運(yùn)用不斷存儲、對比、優(yōu)化的方法，不斷調(diào)整、精確“空抽值”和“滿抽值”，使抽油機(jī)啟停趨近于科學(xué)合理，即通過對抽油機(jī)的光桿載荷實(shí)時(shí)檢測，精確感知油井負(fù)荷的動態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)智能間抽控制，使間抽工作制度合理有效。

智能間抽可維持抽油機(jī)在負(fù)載穩(wěn)定或變化情況小的情況下運(yùn)行，通過實(shí)時(shí)檢測油井負(fù)載變化，調(diào)整抽油機(jī)開機(jī)和關(guān)機(jī)狀態(tài)，節(jié)省部分勵磁損耗和負(fù)載損耗，減少由于泵空現(xiàn)象所導(dǎo)致的無效抽取，使抽油機(jī)的運(yùn)行時(shí)間大大縮短，在不影響油井產(chǎn)量情況下，達(dá)到油井供排平衡，從而大幅提高泵效，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

2 現(xiàn)場試驗(yàn)效果分析

為了驗(yàn)證該技術(shù)的適用性和應(yīng)用前景，在青海油田5個采油廠分別選擇了5口低產(chǎn)低效井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。智能間抽現(xiàn)場試驗(yàn)進(jìn)行了節(jié)電試驗(yàn)和油井供液監(jiān)測試驗(yàn)。試驗(yàn)采取原始的電表讀取電量的方法，產(chǎn)量采取單井罐或計(jì)量求產(chǎn)車計(jì)量方式，動液面測試按照SY/T 5264—2006《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測試和計(jì)算方法》使用CJ-6型液面測試儀測試，測試周期每口井至少為6 d時(shí)間。

2.1 智能間抽節(jié)電試驗(yàn)應(yīng)用效果

2010年7月至10月期間，在青海油田南翼山南淺2-09井、烏南油田烏2井、花土溝油田N3-24-4井、冷湖三號油田冷7412井共計(jì)4口嚴(yán)重供液不足的油井進(jìn)行了智能間抽節(jié)電試驗(yàn)。現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：4口油井采取智能間抽后，產(chǎn)液量基本穩(wěn)定，對4口試驗(yàn)井智能間抽前后測試對比（表1），平均泵效提高8.08個百分點(diǎn)，平均系統(tǒng)效率提高9.48個百分點(diǎn)，平均節(jié)電率為43%，節(jié)電效果顯著。

表1 智能間抽前后節(jié)能效果對比

2.2 智能間抽監(jiān)測油井供排關(guān)系應(yīng)用效果

在4口低產(chǎn)低效井驗(yàn)證了智能間抽在保證產(chǎn)液的同時(shí)，節(jié)電效果顯著。為了進(jìn)一步驗(yàn)證智能間抽油井沉沒度是否滿足采油要求，項(xiàng)目組在油砂山油田308井上進(jìn)行了為期9 d的間抽起停時(shí)間及液面測試跟蹤。測試結(jié)果（表2）表明，9 d內(nèi)該井智能間抽啟抽到停抽平均時(shí)間間隔為1 h 10 min，停抽到啟抽平均時(shí)間間隔2 h 30min，平均待液為抽油時(shí)間的2倍；停抽時(shí)油井平均沉沒度8.58 m，啟抽時(shí)油井平均沉沒度28.33 m（表2）。測試表明，智能間抽能較好監(jiān)測油井供液情況，控制油井啟停時(shí)間，滿足油井間抽要求。

表2 智能間抽油井動液面測試跟蹤

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）試驗(yàn)證明，在青海油田低產(chǎn)低效井上采用智能間抽技術(shù)可提高機(jī)械采油系統(tǒng)效率，提高油井泵效，實(shí)現(xiàn)油井大幅節(jié)能。采用該技術(shù)優(yōu)化油井后，能夠較大幅度提高機(jī)采系統(tǒng)效率，節(jié)電效果顯著。

2）智能間抽能保證油井供排平衡，減少泵抽空和空抽，低產(chǎn)低效井的抽油桿和泵承受交變載荷沖擊的次數(shù)大幅度降低，減緩了泵、桿的磨損和疲勞速度，延長了泵、桿的使用壽命，有利于延長油井檢泵周期[4]，爭取生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本。

3）利用智能間抽技術(shù)實(shí)施低產(chǎn)低效井優(yōu)化符合青海油田的生產(chǎn)實(shí)際。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，2011年至2012年將在青海油田加大推廣應(yīng)用150口井，按平均節(jié)電率30%計(jì)算，150口井年可節(jié)約電量103.36×104kWh，按目前電費(fèi)0.975元計(jì)算，年可節(jié)約電費(fèi)100.78×104元，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

[1]閆成玉.抽油機(jī)智能間抽控制裝置[J].油氣田地面工程,2010,7（29）:58.

[2]孫洪濤,張彥林.抽油機(jī)用節(jié)能控制器的研制[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2008,8（18）:35.

[3]劉合,高甲善,王雪艷.關(guān)于抽油機(jī)井合理間抽制度的研究[J].石油鉆采工藝，2000,22（1）:69-70.

[4]衛(wèi)麗霞,張建博,謝輝,等.提高抽油井系統(tǒng)效率影響因素與技術(shù)對策[J].內(nèi)蒙古石油化工,2011(8):182.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.001

王華，1997年畢業(yè)于西南石油學(xué)院，工程師，從事油田綜合管理工作，E-mail：whuaqh@petrochina.com.cn，地址：甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)青海油田公司財(cái)務(wù)處，736202。

2011-12-15)