孟凡彬
中石油大港油田公司 天津 300280
摘要:科技的进步,促进人们对能源需求的增多。目前,我国陆上油田大部分已进入开发中期,甚至后期,生产效率及生产效益持续走低,尤其在国际低油价形势下,如何科学管理、降本增效变得尤为重要。抽油机井是我国陆上油田目前主要的采油举升方式之一,节能降耗潜力巨大,而生产系统的分析评价优化是节能降耗、实现油田开发效益最大化的重要保障,但目前存在系统能耗评价方法不科学、油井工况分析方法不合理以及实时智能诊断技术和优化设计手段不完善等问题,严重制约了油井效益的提升。本文就油井高效生产实时智能分析评价优化技术展开探讨。
关键词:生产油井;能耗评价;降耗率
引言
油井生产过程中,随着产出量的累计,产能的降低,在开发后期低产低液井越来越多,合理油井生产参数来节能降耗,保护油井生产产能显得至关重要。
1机械采油方式概述
油井的机械采油方式的应用,发挥机械设备的优势,提高单井的产油量,达到油田开发的经济性要求。常规的游梁式抽油机采油设备的应用,通过抽油机的高效运行,将电能转化为机械能,通过减速结构,将圆周运动转化为直线运行,最终通过四连杆机构的配合,将其转化直线运行,通过抽油杆的传递作用,将地面抽油机的动力传递给井下抽油泵的活塞,使其达到最佳的泵效。电动潜油离心泵采油方式的应用,利用电缆将地面的动力传递给井下的潜油电动机,带动多级离心泵工作,将井内的液体开采到地面上来。通过保护器将电动机保护起来,同时,应用油气分离器,将气体分离出去,避免大量的气体进泵,而影响到多级离心泵的安全运行,降低泵效。螺杆泵采油方式的应用,借助于螺杆泵输送粘度高流体的特点,对三次采油阶段的注聚合物后的油流开采,具有突出的优越性。地面驱动设备可以带动螺杆泵运行,将井液举升到地面上来。油田开发进入后期,以螺杆泵采油方式为主,完善油井的开采技术措施,提高螺杆泵的泵效,使其达到最佳的生产运行状态,获得更高的油井产能。
2油井实时智能分析评价优化技术思路
油井实时智能分析评价优化技术主要包括参数诊断方法、工况分析方法、能耗评价方法和优化设计方法。其中,参数诊断方法为实时化工况分析和能耗评价提供原始数据,是实时智能分析评价优化技术的基础。工况分析方法为井下工况改善明确挖潜方向,是实现油井高效和长寿生产的关键。能耗评价方法量化了能耗潜力的挖潜空间,是能耗科学管理的有效手段。优化设计方法是实现举升系统长寿和高效双目标的有效途径。通过实时智能分析评价优化技术可实现油井生产系统的持续诊断、分析和优化,能够使油井持续保持良好的生产状态,持续提升油田的生产效益。
3提高油井产量与确保油井生产稳定性的策略
3.1自动控制技术与抽油机在线监测
在油井生产过程中应用自动控制技术与抽油机在线监测技术,有利于推动油井生产的自动化、数字化发展,有利于减少机器设备受到的磨损,从而可以延长机器设备的使用寿命,也可以降低资源消耗,同时抽油机在线监测技术还有利于提高油井生产效率。除此之外,在油井生产过程中,还可以应用参数预警监测技术,从而实现对整个油井生产过程的全程监控,同时也能有效监测井内温度、出油量等影响油井生产稳定性与安全性的因素。
3.2以降耗率为核心的能耗评价方法
目前,国内油田主要是按照系统效率的高低对各开发单位的能耗管理水平进行评价,但受油藏沉积类型、生产开发阶段和工艺技术配套能力等方面的影响,各单位提高系统效率的潜力不同,使评价方法无法评价各单位间的潜力差异。
基于此,笔者提出了新的能耗评价指标———降耗率,依据降耗率对各油藏单元、各开发单位的能耗潜力进行预测和评价。降耗率是一个相对值指标,是基于油井自身状况的比较。用降耗率作为能耗评价标准,更能评价出各油藏单元和各开发单位降低能耗的潜力空间,更公平、更科学。
3.3加大管理力度
提高油井产量是油井作业的最终目的,而为了提高油井产量、确保油井生产稳定性、减少安全事故的出现,就必须加大管理力度。可以从以下几个方面入手:第一,众所周知,管理人员素质的高低,在很大程度上决定着管理工作的效率与质量,基于这样的原因,油井企业进行人员聘用的过程中,应尽量聘请一些具有一定管理经验的、管理能力较好的高技术人员,来实现管理效率与管理水平的提高;第二,定期对油井作业人员实施培训。能源产业是我国的支柱型产业,石油产业是能源产业中的核心产业,因此,油井产量以及油井的安全、稳定生产问题,受到了越来越多的关注与重视,油井作业人员技术水平与综合素质的高低,在很大程度上影响着油井产量的提高以及油井生产的稳定性、安全性,因此,必须加强对油井作业人员的培训力度;第三,加强对油井生产设备的日常检修,油井作业环境十分恶劣,且比较复杂,因此,在新技术安装作业完成之后,下一阶段的设备更换工作势必会耗费大量的物力、人力,面对这样的现象,石油企业应对油井设备进行定期维护与检修,以便于及时发现并解决安全隐患,确保油井设备能够长期保持正常运行,延长设备的使用寿命,从而减少安全事故的出现,避免经济损失与人员伤亡。
3.4示功图与电功图整合的油井诊断方法
针对电功图诊断地面设备的诸多优点以及单一示功图诊断时存在的局限性,基于建立的电功图诊断地面设备工况模型和基于BP神经网络的示功图诊断井下工况计算模型,提出了电功图与示功图整合分析的油井工况诊断方法。该方法既能诊断地面设备工况,也能诊断井下工况,扩大了工况诊断范围,提高了工况诊断效果。在现场示功图缺失时利用电功图能起到补充诊断的作用,同时也可起到相互诊断、校核的目的。
3.5自喷井的监控
自喷井所涉及到的数据通常是油压、套压、压力和油温等,通过电动装置对可调喷嘴进行控制,由控制阀的位置变化完成喷嘴开度的调节并采集数据。油井的喷嘴电动调节仪表具有处理图形的功能,发射的信号属于4~20MA的模拟信号,这些信号(如液压数据、回流压和喷嘴直径等)被传送到油井的RTU,再经油井测试系统分析就可为油井的生产提供参考数据。油井RTU对通讯系统和油田SCADA系统传输来的数据进行处理,传输的实时数据由油井的MTU进行计算,再把所得数据根据需要进行综合处理、存储和报表打印等。MTU可以针对油田的实际生产情况进一步系统优化油田自动化监控系统,从而发送适合的指令调节油嘴的开度并提高油田产量。
结语
现阶段,我国的石油储量日益降低,从而导致能源短缺问题日益突出,这样的背景下,探讨提高油井产量与生产稳定性的策略,具有十分重要的现实意义。油井高效生产实时智能优化技术在现场取得了良好的应用效果,实现了油井生产效益的显著提高。
参考文献
[1]陈一鹤,叶继根,周莹,等.大港油田高含水油藏聚合物驱开发技术[J].石油钻采工艺,2019,37(3):98-102.
[2]邓吉彬.抽油机井节能优化统一模型[J].石油钻采工艺,2019,38(6):842-847.
[3]吴晓东,陈德春,张国荣,等.抽油机井工况管理模型及应用[J].石油大学学报(自然科学版),2019,22(3):50-53.
[4]张建军,郭吉民,王海,等.抽油机井系统效率敏感性分析及其应用[J].石油钻采工艺,2020,29(2):35-37.
[5]董世民,姚春冬,齐振林.以系统效率为目标函数优选抽油机井抽汲参数[J].石油学报,2019,14(4):124-13