抽油机井间抽自动控制装置的试验应用

苏成智（大庆油田有限责任公司第七采油厂）

目前，大庆油田第七采油厂部分区块渗透率低，油层薄，供液能力差，导致较大部分抽油机井运行效率较低，该类井低液面、低泵效、低产能，采用常规抽油机耗电大，系统效率一般小于10%[1]。为降低消耗、提高这部分井的系统效率，开展了抽油机井间抽自动控制装置试验研究。该装置可实现对动液面的实时监测，自动控制抽油机井的停机，通过制定合理的间抽制度，提高了抽油机井系统效率，达到了节能降耗的目的。

1 间抽自动控制装置

抽油机井间抽自动控制装置包括间抽自动控制箱、液面连续监测装置和数据处理控制中心三部分。该技术利用液面连续监测装置通过无线远程控制的电控气爆脉冲装置，以次声波作为声源，利用软件算法对波形进行数据处理、整理和分析反射波，确定抽油机井动液面位置，并对动液面进行实时、连续监测，最后控制中心对抽油机井单井数据进行远程采集和处理；根据动液面变化规律，确定抽油机井的合理运行周期，按照制定的间抽时间，控制抽油机井的远程自动停机。该装置可实现对动液面的实时监测，自动控制抽油机井的停机，通过制定合理的间抽制度，有效地提高抽油泵的充满程度，解决供液不足井经常烧泵问题；间抽后抽油机井功图有明显的改善，提高了抽油机井系统效率，减少了抽油机井的无效能耗。抽油机井间抽自动控制装置现场构成见图1。

图1 抽油机井间抽自动控制装置现场构成图

2 应用效果

2013年在采油七厂第三油矿葡扶地区和第四油矿台肇地区，针对低产低效井以及长期供液不足抽油机井，选取68口井应用抽油机井间抽自动控制装置，保证抽油机井能够在最合理的工况下运行。措施前平均冲速4.2min-1，平均沉没度86.6m，平均日产液2.0t，平均泵效12.3%。

2.1 单井应用效果

采用手动测试动液面（金石液面测试仪）与自动监测装置的测试数据进行对比。以148-392井为例，共对比15次，平均测试时间间隔7.1 min，测试平均误差27.3m（表1）。同时，设置油井在动液面为200m时自动停机，经过现场试验，实现了此项功能。

通过170-492井、201-811井实施间抽前后功图的对比情况可以看出，2口井实施间抽后，功图更加饱满，功图面积明显增加，泵充满系数有了较大提高，供排关系更加合理。其中，170-492井日产油量由0.7 t提高到0.8t，泵效由11.8%提高到14.5%，提高了2.7个百分点；201-811井日产油量保持1.2t未变，泵效由8.4%提高到15.3%，提高了6.9个百分点。

表1 148-392井动液面测试对比

2.2 总体应用效果

现场应用68口井，跟踪测试了34 口井的数据（表2）：平均单井日增液0.38t，综合含水下降3.49%，平均泵效提高3.84 个百分点，平均单井日运行时间减少12h，抽油机井平均系统效率提高7.27个百分点，平均单井日节电52.39kW h，68口井年可累计节电124.69×104kW h。

表2 安装前后效果对比

2.3 技术改进及适应性

在现场使用中发现，装置应用初期，测试管直接连接到套管上，妨碍了油井洗井作业及套压测试。针对这一问题，组织现场施工人员加装了三通阀门，既保证了装置自动测试液面、油井能够正常洗井，又增强了装置的防盗性。

经现场实际测试和试验发现，抽油机井间抽自动控制装置能够适用于低产低效井，以及长期供液不足的抽油机井，能够有效改善这部分井供采不平衡状况，解决吨液耗电高的问题，可在低产区块抽油机井推广应用。

由于液面连续监测装置以次声波作为声源，偏磨严重、震动较大、井下有作业工具、长期无波等情况，都会对测试结果有较大影响；同时液面到井口结蜡高、套管出水出油的油井也会影响正常测试，存在上述问题的抽油机井不适宜应用间抽自动控制装置。

2.4 经济效益

2012年计划安装抽油机井间抽自动控制装置68套，投入费用313.208万元（不含税）。

安装间抽自动控制装置后，预计68口井年可节电124.69×104kW h，年可创经济效益79.69万元。因安装装置后有效地提高了抽油泵的充满程度，降低了检泵作业率，按每年降低检泵作业率6%，每口井检泵作业费按3.02万元计算，预计68套年可节约检泵费用12.08万元。

投资回收期为3.41年。

3 结论与认识

1）该装置改变了原有抽油机全日制运行模式，实现了抽油机井的自动间抽控制。由于该装置目前只能实现自动远程控制抽油机停机，还需人为启动抽油机进行运转，因此，功能还有待完善，如何实现安全自动远程启机还需进一步研究。

2）该装置监测液面需要接收声波反射波，因此，对适用的抽油机井有一定的限制，若要推广使用这种装置，则需将抽油机井的相关指标调整到合理范围内。

3）该装置可实现动液面的实时监测，自动控制抽油机井的停机，通过制定合理的间抽制度，有效地提高抽油泵的充满程度，解决供液不足井经常烧泵问题；同时间抽后抽油机井功图有明显的改善，提高了抽油机井系统效率，减少了抽油机井的无效能耗，达到了节能降耗的目的。

[1]张琪.采油工程原理与设计[M].山东东营:石油大学出版社,2000.