动液面连续监测技术在间抽油井上的应用

闫贵堂

（长庆油田基建工程部，陕西西安 710021）

动液面连续监测技术在间抽油井上的应用

闫贵堂

（长庆油田基建工程部，陕西西安 710021）

目前采油工艺动液面测量是采用回声仪人工击发式技术，此动液面的获取仅为油井瞬间动液面，以瞬间动液面做为冲次等参数调整的依据存在较大误差，很难保证机采效率，也难以实现生产间抽控制，这种传统的采油工艺技术已经成为制约油田发展的瓶颈。动液面在线检测技术可以实现对油井液面的连续动态实时检测，该技术可实现油井有油时自动抽取，无油时自动停机，能显著提高间开油井的日产量。文章介绍了动液面在线式检测仪的工作原理、技术指标、检测步骤和在间抽油井现场的应用，结果表明增产效果显著。

间抽油井；动液面；在线式监测

目前，国内各个油田对油井动液面检测普遍采用采油队试井工使用移动式测量装置定期测量的方法，其原理都是利用回声仪测量技术，只是产生声音的方式不同而已。由于计算声速方法多采用设定法，取得的声速同实际声速误差较大，所以计算出的动液面数值误差也比较大。另外，采油队试井工定期测量动液面，通过手动放炮测得动液面数据，然后带回作业区，由资料员分析汇总得出各油井动液面高度，再由技术员根据动液面高度进行抽油机冲次调整或间抽时间的调整。由于每15 d才测一次动液面，加上数据处理时间以及其他一些原因，当技术员根据动液面调整冲次时，所依据的油井动液面已经是较长时间前的数值，如果用此数据去调冲次或间抽时间就失去了实际意义。因此应用动液面连续动态检测仪实时在线监测油井动液面，根据动液面数值自动控制抽油机的启停时刻显得十分必要。

现用的固定时间间开井控制，是用每天抽8 h、停16 h的运行方式，经监测发现，每天抽8 h，而实际能抽到油的时间基本上都仅在4 h以内，显然有一半时间是空抽状态。而停抽的16 h时段内，油井液面往往很高，却没有抽取。显而易见，现行的开8 h、停16 h的运行方式是不够科学的，而采用动液面连续监测技术可以解决这个问题。

1 动液面在线式检测仪的工作原理

油井动液面检测方式主要有井下压力传感器测试、浮筒法、放空炮弹、气枪声源等方式，由于压力传感器测试无法实时监测液面，放空炮弹方式安全性较差、操作不方便等，不适合用作动液面在线监测。

动液面在线式检测仪是通过微量释放井内的伴生气产生的次声波，利用声纳回声探测的原理，结合自动控制技术，实现声波的定时发射、数据采集、分析、信号处理、数据上传等，完成在线液面的自动监测，它是探测油井液面所有技术中最为经济、可靠的一种测试方法。

其具体工作原理是：声波由发射器发出之后，经传播介质到达探测目标，然后声波被目标反射返回到发射点，被接收换能器 （微音头）收到，换能器通过电、声转换将声能转换为电信号。电信号经过放大、滤波和各种处理，最后将结果反馈至显示、控制系统。在以上过程中，声波信号往返时间可以通过声速现场实测得到，利用公式（1）可以得到目标与发射点的距离h（m）。

式中t——声传播时间/s；

c——声速/（m/s）。测量液面到达井口的时间并不难，测量环空内的声速是液面监测的一个关键点。对声速的测量借助接箍波，通过测量接箍回波时间即可得到声波速度。

在线式油井液面检测仪按照井内含气情况，分内爆、外爆两种型号。其液面检测的工作原理相同。

2 动液面在线式检测仪工作步骤

在线式检测仪的安装和工作原理见图1、图2。

动液面检测仪的工作包括以下几个步骤：

（1）在控制模块的作用下，气源向气枪内部充气。

（2）气压达到一定压力后，控制模块打开气枪内阀门，枪体内的气体突然释放，产生一个冲击波，完成气枪的发射。

（3）发射的同时，采集模块开始信号的采集。

（4）采集完成后，信号处理模块对信号进行处理，处理过程包括信号滤波、接箍波的提取、现场声速解算、液面特征提取、液面深度计算等一系列过程。

（5）信号处理的结果通过通信接口向抽油机控制器发送。

3 动液面在线式检测仪技术指标 （见表1）

4 动液面在线式检测仪在间抽油井现场应用

在线式动液面智能调参装置可以通过检测动液面的高度，判定出液面的高度，结合泵挂位置，自动计算出沉没度，实现在有油的时候自动抽取，无油自动停机。

表1 动液面在线式检测仪的技术指标

通过动液面监测仪对动液面的监控，合理设定沉没度位置，沉没度低、无油时就停抽，沉没度达到一定值就及时启抽，始终保持油层具有较好的渗透环境，从而提高抽油机利用率，达到节能增产的目的。

经测试，该装置实现了使抽油机在有油时自动抽取，无油自动停机，能实现科学、合理、准确的生产，达到节能增产的效果。

对某油田4口间抽油井采用动液面检测仪前后的产油量、用电量进行测试，其结果对比分别见表2，可以看出，采用动液面检测仪后油井的产液量有明显的提高。

表2 采用动液面检测仪前后产油量和用电量对比

从表2可以得出，平均每口油井每日增产量为0.19 t，用电量增加量为5.17 kW·h；按照厂家给出的一台控制设备的报价为5.28万元，每吨原油的价格5 000元，每度电的价格0.5元，可以计算出每口井每年的效益为： （0.19×5 000-5.17×0.5）×365=345 806.47（元），即使用该装置后每口井每年的效益为34.58万元。同时，采用该项技术提高了抽油系统效率，降低了设备的磨损，延长了油井免修期，达到了低投入高产出的目的。

5 结束语

从现场和测试数据对比中可见，应用动液面在线式检测技术实现监测控制，相当于给间开井的抽油机安装了一双眼睛，时刻监视油井的动液面位置，达到了油井有油就自动抽取，无油时就自动停机，这种智能量化控制技术，使间开油井的日产液量显著提高，这对老油田提高产量是科学有效的。

应用在线式动液面监控技术还可以识别油井存在泵漏等故障。当液面很高时，抽油机自动开启抽取，这时如果有泵漏等故障存在，则会出现经过几个小时的抽取才开始出油的情况，由此可判断该油井有泵漏故障存在。应用动态智能间开技术装备，时刻都能识别油井的故障。

Application of Continuous Monitoring Technique for Dynamic Fluid Level of Intermissive Oildrawing Well

YAN Gui-tang（Capital Construction Department of Changqing Oilfield,Xi’an 710021， China）

Technique of echo-location instrument triggered by manpower is used to measure the dynamic level of oil well at present.The measured dynamic level is instantaneous fluid level,and based on which to regulate pump parameters such as the frequency of stroke would lead to larger error.So it is hard to ensure oil-drawing efficiency and to implement intermissive oil-drawing control.This traditional technique has greatly obstructed oilfield development.The new online dynamic level measuring technique can realize continuous online measurement of the liquid level of oil well,which will automatically control pumping unit to work as oil well filling with oil or stop as oil well lacking of oil.The working principle and technical indexes of the online dynamic liquid level detector as well as the detection procedure are introduced in this paper.Its field application in intermissive oil-drawing wells shows the daily oil production increases obviously.

intermissive oil-drawing well;dynamic fluid level;online monitoring

10.3969/j.issn.1001-2206.2012.05.017

闫贵堂 （1962-），男，甘肃兰州人，工程师，1999年毕业于西安石油大学，现从事油气田基本建设管理工作。

2012-05-07；

2012-06-25