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利用液面自动监测技术合理制定低产、低效井间抽周期

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年1月作者：林德智

[导读] 油井动液面监测在油田开发、生产中有着广泛的应用，无论是采油、试油还是修井作业，油井液面监测都是一项重要的工作。本文主要介绍通过如何利用“液面自动监测技术”对低产、低效油井进行液面实时测量，从而制定合理的间抽周期，为油田节能降耗提供可靠的依据。

河北任丘中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司第三采油厂   林德智 062450

摘要：油井动液面监测在油田开发、生产中有着广泛的应用，无论是采油、试油还是修井作业，油井液面监测都是一项重要的工作。本文主要介绍通过如何利用“液面自动监测技术”对低产、低效油井进行液面实时测量，从而制定合理的间抽周期，为油田节能降耗提供可靠的依据。
关键词：液面恢复、间开井、工作制度、间开周期。
        一、前言
        随着油田开发的不断深入，大部分油井由自喷开采转为抽油机开采，在油井开采过程中，产量和综合效率的最大化是最终目标，而地层的供液能力是制约实现这一目标的根本因素。液面是指油井油管和套管之间的环形空间内液体平面到井口的距离，可分为动液面和静液面。动液面是抽油机井在正常生产时，液面到井口的距离；静液面是指抽油机井关井后，待液面上升到一定位置稳定时，所测得的液面至井口的距离。通过对所测取的动液面和静液面资料进行分析，可计算得出沉没度（即从液面深度到抽油泵深度之间的距离）和井底流压，判断抽油泵下入深度和工作制度是否合理，以及地层供液能力的变化。
        二、问题的提出
        在油田的开发过程中，油井单井的产液量分为上升期、稳定期、递减期，随着地层能量的不断递减，环空液面的不断下降，深井泵将出现供液不足和空抽现象。供液不足将降低泵效，空抽现象既耗费电能、增加设备维护费用（加药、皮带磨损等），也加快了井下管柱的磨损，缩短了修井周期。
        三、原因分析及对策实施
        做好低产、低效井的原因分析，针对性的对低产、低效井实施有效的措施，将产液量提上去，对完成油气生产任务有着至关重要的意义。
        1、原因分析
        经过分析，造成油井产液量降低的主要原因有：产液量自然递减；油层污染引起的地层堵塞；注水量达不到配注；套管损坏；电泵损坏；注水突进；油层物性差、渗流能力低；注采井网不完善，区域能量补充不及时；其它因素。
        2、应对措施
        加强注水，保持地层能量：不断完善注采井网，提高储量的控制和动用程度；调整注采关系，力求注采平衡；改善吸水剖面。
        措施改造，提高单井产液量：酸化解堵；柴油解堵；检泵作业；压裂；间开采油；酸洗管柱等。
        通过加强注水以及措施改造对提高地层能量及单井产量可起到标本兼治的效果，监测大队因受测试技术、职责范畴的制约，只能对油井实施“间开采油”的措施改造，因此，2020年初，监测大队与河间采油作业区合作，利用液面自动监测技术，针对作业区部分低产、低效井“合理制定间开周期”问题共同开展了一系列工作。
        四、监测大队现场测试情况
        监测大队利用ZJY-Ⅲ型液面自动监测仪对油井进行液面自动监测。该仪器由井口发声装置、控制仪、氮气瓶、通讯电缆、充电电缆、高压气管线等组成，能够长期置放于抽油机井场，井口发声装置通过丝扣与套管相连，由氮气瓶内的高压氮气提供声源，可充电式高能电池组提供电源。控制仪按照设定的采样间隔控制井口发声装置自动激发，产生的声脉冲沿油套环形空间向井下传播，遇到油管接箍、气液界面或其他障碍物产生反射声波，由井口装置中的微音器接收，并将信号传输给控制仪显示、记录并保存。
        1、间开周期曲线包括“恢复”和“抽汲”两个过程。
        理想的液面恢复时间段应该是油井关井后液面恢复一段时间后不再上升，开始逐渐平缓，拐点所对应的时间就是油井的恢复时间段。油井启抽后连续测动液面，动液面随着时间而下降，当下降到泵口附近时不再下降，开始逐渐平缓，这样恢复和抽汲达到平衡，间开周期最理想。
        2020年，采油三厂河间采油作业区计划在作业区内三个区块中筛选22口井制定间开周期，最终根据实际情况选择了西49-5X，里107-6X，间12-61X、宁81-2X1等15口井进行测试。

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        2、测试过程：
        测试前落实测试井号，并逐一检查被测井采油树各部分是否密封良好；关闭套管阀门进行憋压，利用井口防盗箱锁住套管阀门，进行憋压2～3天，确保油套环形空间内气体稳定；测试时先录取动液面深度，再通过停抽、启抽监测液面升降变化情况。
        测试期间井口发声装置、控制仪、氮气瓶等测试仪器、设备锁入防盗箱内，杜绝了人工看井和值班车辆留守井场。
        3、典型井例分析：
        西49-5X井抽油泵泵深2353.38米，动液面深度2328米，沉没度为25.38米，供液不足。经过液面自动监测，关井143.1小时后液面达到恢复拐点，启抽25.8小时后液面达到泵口，根据测试结果建议：将该井工作制度由每天24小时连续起抽改为关井144小时后开井24小时，改变工作制度后开井时测得动液面深度为2265米。
        里107-6井抽油泵泵深为1608.56米，动液面深度1599米，沉没度为9.56米，供液不足。经过液面自动监测，关井167.2小时后液面达到恢复拐点，启抽14小时后液面达到泵口，根据测试结果建议：将该井工作制度由每天24小时连续起抽改为关井168小时后开井14小时，改变工作制度后开井时测得动液面深度为1450米。
        宁81-2X1井抽油泵泵深为2297.32米，动液面深度2287米，沉没度为10.32米，供液不足。经过液面自动监测，关井120小时后液面达到恢复拐点，启抽18小时后液面达到泵口，根据测试结果建议：将该井工作制度由每关井12小时后开井12小时改为连续起抽改为关井120小时后开井18小时，改变工作制度后开井时测得动液面深度为1725米。
        五、河间采油作业区现场实际应用效果
        河间采油作业区相关技术人员针对监测大队反馈的测试资料第一时间进行了整理汇总，并根据油井生产时的产液量、功图、液面等动态资料进行核实校准，结合采油作业区操作员工倒班制度情况，制定了最终的间开周期制度。
        直接效益：
        河间采油作业区15口机械采油井进行了间开测试，改变工作制度后，总产液量由26.41方/天、产油量为17.05方/天增加到产液量119.69方/天、产油量为80.43方/天，15口井月累计增油83.38方，2020年1月至10月冀中油价格按2162元计算，月创效83.38*2162=1.8万元；
        工作制度的改变大大缩短了设备的运转时间，实现月节电2.91万度，综合电价按0.65元/千瓦时计算，6月份我厂节约电费2.91*0.65=1.89万元。
        两项合计月创效1.8+1.89=3.69万元。
        间接效益：
        合理的改变工作参数及工作制度，减少了因为供液问题造成机采设备的损耗，提高了抽油机运行效率，在抽油泵的使用寿命以及设备保养维护等方面都具有重要作用。
        六、结论与设想
        1、结论：
        该测试工艺投资小、操作简单、安全防盗性强；利用液面自动监测测试工艺，可以为低产低效井合理改变工作参数及工作制度提供技术保障，在缩短抽油机运转时间的同时而产量不减，大大降低了电力和设备的损耗。
        2、设想：
        a、加强与采油作业区沟通结合工作，制定符合采油作业区倒班制度的工作制度，使测试资料更具有实用性；
        b、总结经验，将此项技术向全厂推广，以缓解因疫情和国际低油价对企业的影响，实现“开源节流、降本增效”的目的。
参考文献
[1]李颖川.采油工程.石油工业出版社.2009.2
[2]连经社.采油工艺.中国石化出版社.2011.4.1