葡萄花油田低产低效井间抽自动控制技术应用

李英湛（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

葡萄花油田低产低效井间抽自动控制技术应用

李英湛（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

针对人工控制油井间歇采油方式工作量大、间抽制度调整不及时等问题，葡萄花油田利用3种油井间抽自动控制技术，使油井的间抽制度更加合理，保证了油井的开采效益；同时通过自动控制油井的启停状态，降低了劳动强度，为油井实现数字化、自动化控制提供了现场依据。

油井间抽 自动控制 电流 液面 监测

间歇采油方式是各油田在治理低产低效井方面常用的一种管理手段。统计葡萄花油田长期实施间抽的 50 口低产低效井，平均单井月产液 44.20t，月产 油 8.2t， 综 合 含 水 59.69% 。 目 前 ， 这 50 口 井 执行的间抽制度主要有6种。从统计情况看，各采油单位通常是根据以往的生产资料和经验制定间抽制度。大部分间抽井都是采用统一、固定的间抽制度，例如每月起抽2天，其他时间停井。由于各区块所处地层差异较大，每口井的供液能力不同，采用这种统一、固定的间抽制度无法保证间抽井的合理 运 行 ， 影 响 间 抽 井 的 产 量[1]。 解 决 上 述 问 题 的 最好方法就是利用自动化控制、信号采集、计算机等技术，对间抽井实行数据自动采集和启停自动控制。

1 技术特点及应用效果

目前，葡萄花油田主要应用的低产低效井间抽自动控制技术有3种：电流自动监测控制技术；液面人工监测、抽油机远程自动控制技术；液面自动监测、抽油机远程自动控制技术。

1.1电流自动监测控制技术

该技术工艺主要由单片机、电流传感器、AD转 换 模 块 、存储器 、 开 关 量 输 入/输 出 等 部分组成[2]。通过单片机控制，自动采集抽油机上、下行程中瞬时电流的变化轨迹，利用预置的数学模型修正后，描述出抽油机加载、卸载过程的时间变化规律，自动确定间抽井的运行周期并控制抽油机的启停状态。

以 1#井为例 （图1），试验后该井抽油时间为 1h 26min，沉没度由 598m 下降到 523m，沉没度下降速度为 52.4m/min；停井 时间为 4h29min，沉没度由 523m 恢复到 673m，沉没度恢复速度为 33.5m/ min。试验表明，该技术设定的间抽制度能够较好地控制沉没度变化范围，保证油井的供采平衡。

图1 1#井间抽试验后的沉没度变化曲线

2006 年以来在太南区块现场试验 5 口井 （表2），平均单井 日运 行时间减少 13.4h， 平均单井日增液 0.3t， 平 均 单 井 日节电 55.8kWh。

表2 现场应用效果统计

1.2液面人工监测、抽油机远程自动控制技术

该技术是利用液面恢复法的原理，通过人工测试 油 井 开 、 关 井 后 的 液 面 变 化 速 度[3]， 确 定 出 单 井的间抽制度，再把确定的间抽制度在软件管理平台上进行预设，通过无线终端控制系统，对间抽井的启停进行远程控制。

以 2#井为例，试验后日运行时间减少 16h，测试示功图由试验前的供液不足变为正常状态，泵效提高 5.4 个百分点。试验表明，利用液面恢复法制定的间抽制度较为合理，能够改善低产低效井的供排关系，提高泵效。

2011—2012年在葡扶区块现场试验 3口井 （表3），平均单井日运行时间减少 16h，平均单井日增液 0.23t，平均单井日节电 73.25kWh。

表3 现场应用效果统计

1.3液面自动监测、抽油机远程自动控制技术

该技术工艺主要由液面连续监测装置、抽油机自动控制装置、无线通信装置和终端控制系统组成[4]。同样以液面恢复法为基础，通过安装在井口的液面连续监测装置，自动监测油井的液面变化规律，由无线通信装置将监测结果传输给终端控制系统，技术人员根据连续监测到的液面变化规律，设定好抽油机的启停时间，再由终端控制系统对间抽井的启停进行远程控制。

以 3#井为例，利用液面连续监测装置确定该井的 合 理 液 面 范 围 在 520.7～ 804.5m 之 间 ， 液 面 平 均恢复速度 7.88m/h，下降速度 9.46m/h，由此设定该井的间抽制度为每天抽10h停 14h。从示功图对比看，试验后泵的充满度明显提高。

2011—2012年在葡扶区块现场试验 8口井 （表4），平均单井日运行时间减少 16h，产液量保持稳定，平均单井泵效提高 7.2 个百分点，平均单井日节电 71.2kWh。

表4 试验前后效果对比

2 经济效益评价

按照单井日节电55kWh计算，3种间抽自动控制技术 的投 资回 收期分别为 1.56a、1.17a 和 2.42a（表 5）。单从节电效益看，液面人工监测、抽油机远程自动控制技术的投资回收期最短。

表5 3种间抽自动控制技术的费用构成及效益对比

3 结论与认识

1）电流自动监测控制技术虽然自动化程度较高，但考虑到影响抽油机运行电流的因素较多，如井下结蜡或电动机存在发电状态等，导致电流波动较大，容易造成系统误判，影响间抽制度的准确性；液面人工监测、抽油机远程自动控制技术虽然成本较低，但需要人工监测液面的变化规律，工作量较大，且当井况发生变化时，不能及时调整间抽制度，不便于生产管理；液面自动监测、抽油机远程自动控制技术可以实时、在线反映油井液面变化规律，随时根据井况变化调整间抽制度，准确度高，操作简便，更适合油田的发展需要。

2）抽油机自动启机过程中，如果有人畜在井场范围内，可能会造成安全事故；因此在安全性方面，间抽自动控制技术通常是利用语音报警装置，在抽油机启机前 3～5min 内，进行语音提示，但语音报警装置只能作为辅助安全防护措施，一旦装置发生故障或出现其他问题，后果将十分严重。建议将 远 红 外 设 备[5]与 间 抽 自 动 控 制 技 术 进 行 集 成 ， 在抽油机平衡块的两侧形成一个辐射圈，用于监测井场内是否有人畜活动。如果发现人畜活动，控制设备将自动延长油井的启动时间，直到人畜离开监测范围，同时控制设备根据延长的时间自动调整原有间抽制度，从而保证抽油机的安全运行。

[1]李明,樊军,何英,等.抽油机智能间抽设备的研制[J].机 械 研 究 与 应 用 ,2006,19（2）:100-101.

[2]潘智勇.抽油机井智能抽空控制技术研究[J].承德石油高 等 专 科 学 校 学 报,2011,13（3）:25-28.

[3]向 瑜 章,梁 广 江.抽 油 井 间 抽 控 制 技 术 的 开 发 与 应 用[J].石 油 钻 采 工 艺,2004,26（4）:68-70.

[4]许万利.间抽井无线监测控制技术应用[J].石油石化节能 ,2012,2（5）:32-33.

[5]仇国庆,孙霄.红外控制装置的应用[J],仪器仪表用户, 2008（6）:119-120.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.008.008

2013-02-16）

李英湛，2008年毕业于大庆石油学院，从事采油工程及安 全 环 保 工 作， E-mail： houzhixin@petrochina.com.cn， 地 址 ： 黑 龙江省大同区第七采油厂质量安全环保部，163517。