謝瑛莉

(中石化石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠，湖北 荊州 434000)

基于示功圖的油井智能間抽系統(tǒng)研究

謝瑛莉

(中石化石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠，湖北 荊州 434000)

在油田數(shù)字化平臺(tái)的基礎(chǔ)上開發(fā)了一套油井智能間抽系統(tǒng)。該系統(tǒng)將數(shù)字化系統(tǒng)采集得到的示功圖轉(zhuǎn)化為泵功圖，根據(jù)泵功圖對(duì)泵工況進(jìn)行診斷，對(duì)工況為供液不足的井轉(zhuǎn)為間抽模式。對(duì)間抽井提出了根據(jù)泵效的大小來確定間抽的時(shí)間。該系統(tǒng)在2個(gè)數(shù)字化叢式井組中進(jìn)行應(yīng)用，結(jié)果表明該系統(tǒng)起到了很好的節(jié)能降耗的作用。

示功圖；間抽系統(tǒng)；智能系統(tǒng)；數(shù)字化系統(tǒng)

低滲透油藏由于儲(chǔ)層低孔、低滲的特征，油井多表現(xiàn)為供液不足。對(duì)于該類油井采用間抽的生產(chǎn)方式，縮短抽油機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，能夠提高抽油泵效和抽油系統(tǒng)效率。目前，間抽制度確定的方法主要有：限時(shí)間抽法、人工間抽法、動(dòng)液面連續(xù)監(jiān)測(cè)間抽法[1]。限時(shí)間抽法是在規(guī)定時(shí)間起抽和停抽，該方法是憑經(jīng)驗(yàn)來確定間抽的時(shí)間和停抽的時(shí)間；人工間抽法是通過人工取樣測(cè)量產(chǎn)量來確定停抽和起抽，該方法通過人力來完成，其人工勞動(dòng)強(qiáng)度較大；動(dòng)液面連續(xù)監(jiān)測(cè)間抽法是通過動(dòng)液面監(jiān)測(cè)裝置在線監(jiān)測(cè)動(dòng)液面，如果動(dòng)液面高就開抽，動(dòng)液面低就停抽，該方法雖然實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)起抽和停抽，但是需要安裝動(dòng)液面監(jiān)測(cè)裝置，其成本較大。

常見的間抽制度都是依據(jù)動(dòng)液面或沉沒度的大小來確定，除此之外，也可以根據(jù)泵效或產(chǎn)量的大小來確定間抽制度。筆者提出了一種基于示功圖分析的油井智能間抽系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過自動(dòng)采集示功圖并進(jìn)行分析得到泵效，根據(jù)泵效的大小來自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)的起抽和停抽。該系統(tǒng)依靠數(shù)字化采集系統(tǒng)，不需要另外增加設(shè)備，節(jié)約了成本，并且實(shí)現(xiàn)了智能間抽，大大地節(jié)省了勞動(dòng)強(qiáng)度，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得了較好的效果。

1 基于示功圖的泵效分析

要通過示功圖來分析泵效，首先根據(jù)抽油桿柱動(dòng)態(tài)微分方程將地面示功圖轉(zhuǎn)化為泵功圖，通過對(duì)泵功圖分析而得到柱塞的有效沖程，柱塞有效沖程與光桿沖程的比值即為泵效。計(jì)算得到泵功圖后進(jìn)行歸一化處理。按等位移取值，并將位移、載荷數(shù)據(jù)歸一化，具體處理方法如下：

通過泵功圖上各點(diǎn)斜率的值來確定閥的狀態(tài)。理論上，固定閥開閉點(diǎn)應(yīng)在上載荷線附近，而游動(dòng)閥開閉點(diǎn)應(yīng)在下載荷線附近，且開閉點(diǎn)處的斜率應(yīng)等于零。為了消除現(xiàn)場(chǎng)的影響，取前后兩點(diǎn)的斜率之和作為判別標(biāo)準(zhǔn)，并且取一個(gè)閾值。具體判別方法為：當(dāng)前后兩點(diǎn)斜率小于2.0時(shí)，為固定閥開啟點(diǎn)；當(dāng)前后兩點(diǎn)斜率大于-1.5時(shí)，為固定閥關(guān)閉點(diǎn)；當(dāng)前后兩點(diǎn)斜率小于1.5時(shí)，為游動(dòng)閥開啟點(diǎn)；當(dāng)前后兩點(diǎn)斜率大于-0.8時(shí)，為游動(dòng)閥關(guān)閉點(diǎn)。柱塞有效沖程為游動(dòng)閥或固定閥開閉點(diǎn)對(duì)應(yīng)柱塞位置之差的絕對(duì)值中較小的一個(gè)。

2 智能間抽控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

基于上述理論在油田數(shù)字化平臺(tái)的基礎(chǔ)上開發(fā)了間抽井智能控制模塊，利用數(shù)字化平臺(tái)采集得到的示功圖數(shù)據(jù)，計(jì)算分析得到泵功圖，根據(jù)泵功圖首先對(duì)泵工況進(jìn)行診斷，如泵工況出現(xiàn)故障則停機(jī)且自動(dòng)報(bào)警，如出現(xiàn)供液不足的情況則轉(zhuǎn)入間抽模式。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

將所開發(fā)的間抽控制系統(tǒng)在2個(gè)數(shù)字化叢式井組(共計(jì)7口油井)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，各井的生產(chǎn)情況如表1所示。油井間抽后對(duì)產(chǎn)量的影響很小，產(chǎn)液量略有降低，含水率基本維持在間抽前水平。為了說明間抽對(duì)油井節(jié)能效果，按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法》(SY/T 5264—2006)、《油田生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測(cè)規(guī)范》(SY/T 6275—2007)及《石油企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測(cè)定》(SY/T 6422—2008)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)定。測(cè)試結(jié)果顯示高22-16井組間抽運(yùn)行后日耗電量由222.72kW·h下降為176.88kW·h，日節(jié)電45.84kW·h，綜合節(jié)電率為34.67%；關(guān)126-155井組間抽運(yùn)行后日耗電量由234.96kW·h下降為195.12kW·h，日節(jié)電39.84kW·h，綜合節(jié)電率為31.21%。測(cè)試結(jié)果表明間抽系統(tǒng)起到了很好的節(jié)能降耗的效果。

表1 各油井生產(chǎn)情況表

[編輯] 帥群

TE938

A

1673-1409(2017)19-0097-02

2016-08-12

謝瑛莉(1977-)，女，工程師，現(xiàn)主要從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的管理和科研工作，xyl_jz952@163.com。

[引著格式]謝瑛莉.基于示功圖的油井智能間抽系統(tǒng)研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(19):97～98.