閆貴堂

（長慶油田基建工程部，陜西西安 710021）

動液面連續(xù)監(jiān)測技術(shù)在間抽油井上的應(yīng)用

閆貴堂

（長慶油田基建工程部，陜西西安 710021）

目前采油工藝動液面測量是采用回聲儀人工擊發(fā)式技術(shù)，此動液面的獲取僅為油井瞬間動液面，以瞬間動液面做為沖次等參數(shù)調(diào)整的依據(jù)存在較大誤差，很難保證機(jī)采效率，也難以實現(xiàn)生產(chǎn)間抽控制，這種傳統(tǒng)的采油工藝技術(shù)已經(jīng)成為制約油田發(fā)展的瓶頸。動液面在線檢測技術(shù)可以實現(xiàn)對油井液面的連續(xù)動態(tài)實時檢測，該技術(shù)可實現(xiàn)油井有油時自動抽取，無油時自動停機(jī)，能顯著提高間開油井的日產(chǎn)量。文章介紹了動液面在線式檢測儀的工作原理、技術(shù)指標(biāo)、檢測步驟和在間抽油井現(xiàn)場的應(yīng)用，結(jié)果表明增產(chǎn)效果顯著。

間抽油井；動液面；在線式監(jiān)測

目前，國內(nèi)各個油田對油井動液面檢測普遍采用采油隊試井工使用移動式測量裝置定期測量的方法，其原理都是利用回聲儀測量技術(shù)，只是產(chǎn)生聲音的方式不同而已。由于計算聲速方法多采用設(shè)定法，取得的聲速同實際聲速誤差較大，所以計算出的動液面數(shù)值誤差也比較大。另外，采油隊試井工定期測量動液面，通過手動放炮測得動液面數(shù)據(jù)，然后帶回作業(yè)區(qū)，由資料員分析匯總得出各油井動液面高度，再由技術(shù)員根據(jù)動液面高度進(jìn)行抽油機(jī)沖次調(diào)整或間抽時間的調(diào)整。由于每15 d才測一次動液面，加上數(shù)據(jù)處理時間以及其他一些原因，當(dāng)技術(shù)員根據(jù)動液面調(diào)整沖次時，所依據(jù)的油井動液面已經(jīng)是較長時間前的數(shù)值，如果用此數(shù)據(jù)去調(diào)沖次或間抽時間就失去了實際意義。因此應(yīng)用動液面連續(xù)動態(tài)檢測儀實時在線監(jiān)測油井動液面，根據(jù)動液面數(shù)值自動控制抽油機(jī)的啟停時刻顯得十分必要。

現(xiàn)用的固定時間間開井控制，是用每天抽8 h、停16 h的運行方式，經(jīng)監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，每天抽8 h，而實際能抽到油的時間基本上都僅在4 h以內(nèi)，顯然有一半時間是空抽狀態(tài)。而停抽的16 h時段內(nèi)，油井液面往往很高，卻沒有抽取。顯而易見，現(xiàn)行的開8 h、停16 h的運行方式是不夠科學(xué)的，而采用動液面連續(xù)監(jiān)測技術(shù)可以解決這個問題。

1 動液面在線式檢測儀的工作原理

油井動液面檢測方式主要有井下壓力傳感器測試、浮筒法、放空炮彈、氣槍聲源等方式，由于壓力傳感器測試無法實時監(jiān)測液面，放空炮彈方式安全性較差、操作不方便等，不適合用作動液面在線監(jiān)測。

動液面在線式檢測儀是通過微量釋放井內(nèi)的伴生氣產(chǎn)生的次聲波，利用聲納回聲探測的原理，結(jié)合自動控制技術(shù)，實現(xiàn)聲波的定時發(fā)射、數(shù)據(jù)采集、分析、信號處理、數(shù)據(jù)上傳等，完成在線液面的自動監(jiān)測，它是探測油井液面所有技術(shù)中最為經(jīng)濟(jì)、可靠的一種測試方法。

其具體工作原理是：聲波由發(fā)射器發(fā)出之后，經(jīng)傳播介質(zhì)到達(dá)探測目標(biāo)，然后聲波被目標(biāo)反射返回到發(fā)射點，被接收換能器 （微音頭）收到，換能器通過電、聲轉(zhuǎn)換將聲能轉(zhuǎn)換為電信號。電信號經(jīng)過放大、濾波和各種處理，最后將結(jié)果反饋至顯示、控制系統(tǒng)。在以上過程中，聲波信號往返時間可以通過聲速現(xiàn)場實測得到，利用公式（1）可以得到目標(biāo)與發(fā)射點的距離h（m）。

式中t——聲傳播時間/s；

c——聲速/（m/s）。測量液面到達(dá)井口的時間并不難，測量環(huán)空內(nèi)的聲速是液面監(jiān)測的一個關(guān)鍵點。對聲速的測量借助接箍波，通過測量接箍回波時間即可得到聲波速度。

在線式油井液面檢測儀按照井內(nèi)含氣情況，分內(nèi)爆、外爆兩種型號。其液面檢測的工作原理相同。

2 動液面在線式檢測儀工作步驟

在線式檢測儀的安裝和工作原理見圖1、圖2。

動液面檢測儀的工作包括以下幾個步驟：

（1）在控制模塊的作用下，氣源向氣槍內(nèi)部充氣。

（2）氣壓達(dá)到一定壓力后，控制模塊打開氣槍內(nèi)閥門，槍體內(nèi)的氣體突然釋放，產(chǎn)生一個沖擊波，完成氣槍的發(fā)射。

（3）發(fā)射的同時，采集模塊開始信號的采集。

（4）采集完成后，信號處理模塊對信號進(jìn)行處理，處理過程包括信號濾波、接箍波的提取、現(xiàn)場聲速解算、液面特征提取、液面深度計算等一系列過程。

（5）信號處理的結(jié)果通過通信接口向抽油機(jī)控制器發(fā)送。

3 動液面在線式檢測儀技術(shù)指標(biāo) （見表1）

4 動液面在線式檢測儀在間抽油井現(xiàn)場應(yīng)用

在線式動液面智能調(diào)參裝置可以通過檢測動液面的高度，判定出液面的高度，結(jié)合泵掛位置，自動計算出沉沒度，實現(xiàn)在有油的時候自動抽取，無油自動停機(jī)。

表1 動液面在線式檢測儀的技術(shù)指標(biāo)

通過動液面監(jiān)測儀對動液面的監(jiān)控，合理設(shè)定沉沒度位置，沉沒度低、無油時就停抽，沉沒度達(dá)到一定值就及時啟抽，始終保持油層具有較好的滲透環(huán)境，從而提高抽油機(jī)利用率，達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的目的。

經(jīng)測試，該裝置實現(xiàn)了使抽油機(jī)在有油時自動抽取，無油自動停機(jī)，能實現(xiàn)科學(xué)、合理、準(zhǔn)確的生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的效果。

對某油田4口間抽油井采用動液面檢測儀前后的產(chǎn)油量、用電量進(jìn)行測試，其結(jié)果對比分別見表2，可以看出，采用動液面檢測儀后油井的產(chǎn)液量有明顯的提高。

表2 采用動液面檢測儀前后產(chǎn)油量和用電量對比

從表2可以得出，平均每口油井每日增產(chǎn)量為0.19 t，用電量增加量為5.17 kW·h；按照廠家給出的一臺控制設(shè)備的報價為5.28萬元，每噸原油的價格5 000元，每度電的價格0.5元，可以計算出每口井每年的效益為： （0.19×5 000-5.17×0.5）×365=345 806.47（元），即使用該裝置后每口井每年的效益為34.58萬元。同時，采用該項技術(shù)提高了抽油系統(tǒng)效率，降低了設(shè)備的磨損，延長了油井免修期，達(dá)到了低投入高產(chǎn)出的目的。

5 結(jié)束語

從現(xiàn)場和測試數(shù)據(jù)對比中可見，應(yīng)用動液面在線式檢測技術(shù)實現(xiàn)監(jiān)測控制，相當(dāng)于給間開井的抽油機(jī)安裝了一雙眼睛，時刻監(jiān)視油井的動液面位置，達(dá)到了油井有油就自動抽取，無油時就自動停機(jī)，這種智能量化控制技術(shù)，使間開油井的日產(chǎn)液量顯著提高，這對老油田提高產(chǎn)量是科學(xué)有效的。

應(yīng)用在線式動液面監(jiān)控技術(shù)還可以識別油井存在泵漏等故障。當(dāng)液面很高時，抽油機(jī)自動開啟抽取，這時如果有泵漏等故障存在，則會出現(xiàn)經(jīng)過幾個小時的抽取才開始出油的情況，由此可判斷該油井有泵漏故障存在。應(yīng)用動態(tài)智能間開技術(shù)裝備，時刻都能識別油井的故障。

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

閆貴堂 （1962-），男，甘肅蘭州人，工程師，1999年畢業(yè)于西安石油大學(xué)，現(xiàn)從事油氣田基本建設(shè)管理工作。

2012-05-07；

2012-06-25