張龍（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

目前熱洗仍是機(jī)采井清防蠟的主要措施。雖然針對單井含水、液量等情況的不同，采取了相應(yīng)的清防蠟個性化設(shè)計；但由于油井結(jié)蠟狀況復(fù)雜，而且長期以來熱洗時間、溫度、壓力等參數(shù)的控制，只能由采油隊技術(shù)員和管井員工根據(jù)實際經(jīng)驗進(jìn)行摸索，使得熱洗的過程存在著隨機(jī)性和盲目性。因此，如何提高機(jī)采井的熱洗質(zhì)量，及時監(jiān)督、記錄洗井中的各項參數(shù)，準(zhǔn)確判斷機(jī)采井熱洗效果，已成為技術(shù)管理人員所面臨的亟須解決的問題。針對這種情況，某油礦研制了機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀，通過連續(xù)錄取熱洗過程的各項參數(shù)、生成變化曲線、計算機(jī)儲存回放等手段，可準(zhǔn)確掌握單井熱洗時溫度、壓力的控制情況，以及洗井的時間長短，對判斷洗井效果提供了數(shù)據(jù)支持和分析依據(jù)。

1 機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀的結(jié)構(gòu)及工作原理

機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀主要由參數(shù)記錄裝置、2 臺壓力變送器和2 強(qiáng)溫度傳感器組成。其技術(shù)指標(biāo)見表1。其中，參數(shù)記錄裝置包括1 臺四通道無紙記錄儀、便攜式可存儲低壓直流電源、電壓電流顯示保護(hù)儀表、三擋功能轉(zhuǎn)換開關(guān)等部件，機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

表1 技術(shù)指標(biāo)

圖1 機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀結(jié)構(gòu)示意圖

該裝置由200～240 V 的交流電通過開關(guān)電源電路控制[1-3]，實現(xiàn)給鋰電池充電，供電給CPU 電路。外部采集到的壓力通過壓力變送器轉(zhuǎn)換成4～20 mA的電流信號，外部采集到的溫度通過溫度變送器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電阻信號，通過信號采集電路傳輸?shù)紺PU內(nèi)。矩陣電路實現(xiàn)四通道無紙記錄儀上的鍵盤操作功能。CPU通過顯示驅(qū)動電路在液晶顯示屏上顯示數(shù)據(jù)。CPU上記錄的數(shù)據(jù)保存到存儲器內(nèi)，用U盤進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取和保存。

在使用時，將2臺壓力變送器連接到油壓、套壓處，然后將2臺溫度傳感器通過磁鐵分別吸附在來水管線和回油管線上。因為連接方式均采用快速接頭，不僅連接速度快，而且操作方便。打開電源，然后倒單井熱洗流程，通過數(shù)據(jù)的傳輸，在無紙記錄儀上實時顯示熱洗的時間、壓力和溫度，并記錄參數(shù)分析曲線，查看熱洗狀況。熱洗后，還可通過U 盤錄取數(shù)據(jù)，查看、保存、打印參數(shù)分析曲線。

該儀器適用于所有類型機(jī)采熱洗參數(shù)的分析，根據(jù)熱洗參數(shù)確定準(zhǔn)確的洗井時間，有效地監(jiān)督洗井質(zhì)量。

2 分析儀各部件的技術(shù)性能

2.1 便攜式可存儲低壓直流電源

因儀器工作環(huán)境比較復(fù)雜，所以對電源的選擇非?？量獭Ｊ紫?，它必須耐高溫，耐低溫，適應(yīng)各種極端環(huán)境；其次，它能夠提供持續(xù)的電能，保證設(shè)備正常工作。在多次挑選后，最終選取了一款便攜式可存儲低壓直流電源（規(guī)格型號：DC24V/10AH）并對其性能做了嚴(yán)格的測試。在冬天（夜晚室外溫度接近-35 ℃）及夏天（正午時地表溫度接近50 ℃）兩種極端天氣里，將儀器接到井口并進(jìn)行至少6 h 不間斷錄取，經(jīng)過上百次現(xiàn)場試驗，證明了這塊電源在-35～50 ℃的環(huán)境內(nèi)工作完全適應(yīng)。電源在充滿電的情況下，儀器接到井口可連續(xù)記錄至少72 h。按照每天熱洗1 口井，每次洗井時間6 h 計算，充滿電的熱洗參數(shù)分析儀可連續(xù)使用1周，避免了因儀器沒電導(dǎo)致數(shù)據(jù)未錄取的情況。

2.2 電壓電流顯示保護(hù)儀表

整套設(shè)備需在傳感器之間做好有效屏蔽，防止信號間相互干擾，還需安裝低電壓斷電裝置。為實現(xiàn)這些功能，精心挑選了1塊電壓電流顯示保護(hù)儀表，它也是這臺熱洗參數(shù)分析儀的“大腦”，是整套設(shè)備最核心的部位，通過1 個九開九斷式開關(guān)，分為充電、停、工作三種狀態(tài)。

2.3 壓力變送器

在壓力傳導(dǎo)方面選用了MIK-P300 系列的壓力變送器[4-5]，該系列壓力變送器采用擴(kuò)散硅壓力芯體作為敏感元件，內(nèi)置處理電路將傳感器毫安信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號。它可直接與計算機(jī)、控制儀表、顯示儀表等相連，也可進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號傳輸。MIK-P300 采用一體化不銹鋼結(jié)構(gòu)，經(jīng)過多次不銹鋼焊接，實現(xiàn)了全固態(tài)設(shè)計，在惡劣環(huán)境中可以長期使用。該壓力變送器安裝方便，具有極高的抗震性和抗沖擊性。

2.4 溫度傳感器

在溫度傳導(dǎo)方面選用了磁性PT100 溫度傳感器[6-7]，它是一種以鉑金（Pt）做成的電阻式溫度檢測器。當(dāng)其在0 ℃時它的阻值為100 Ω，這個阻值會隨著溫度上升而成近似線性地增長。利用溫度傳感器把測到的溫度值轉(zhuǎn)變成相應(yīng)電阻，再利用前置放大電路使其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺缓髠鬟f給無紙記錄儀進(jìn)行記錄。

2.5 四通道無紙記錄儀

無紙記錄儀硬件上采用內(nèi)置帶快閃存儲器的新型微處理器，擴(kuò)充了數(shù)據(jù)存儲區(qū)，顯示器采用3.5英寸、128×64 高分辨率點陣式白屏黑字液晶屏；軟件上引入中文WINDOWS的框架思路，并采用了數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。嵌入式操作系統(tǒng)帶USB數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存功能，存儲時間最長可達(dá)720 天。儀表采用多重保護(hù)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。儀表可同時輸入4路萬能信號，輸入通道相互隔離，并具有模擬變送、RS485/232通訊等輸出功能[8]。

2.6 應(yīng)急開關(guān)

在常規(guī)功能之外還設(shè)有一個應(yīng)急開關(guān)，位于整個控制面板的右下角。該設(shè)置只有當(dāng)常規(guī)功能均無法正常工作時（例如電源電量低、控制開關(guān)故障等），通過啟用這個開關(guān)，即可實現(xiàn)四通道無紙記錄儀與外界電源相連，從而對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取或者錄入的操作。

應(yīng)急開關(guān)只有通過專用鑰匙才能開啟，目的是防止在日常使用時誤操作導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用。

2.7 計算機(jī)回放軟件

通過專用軟件[5]可將錄取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榍€進(jìn)行回放，從而可以更加直觀的分析機(jī)采井的熱洗情況。

3 應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)效益

2019 年初將20 套機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀配發(fā)給全礦11 個采油隊，到2019 年末，全礦已經(jīng)利用熱洗參數(shù)分析儀記錄洗井?dāng)?shù)據(jù)1 418 井次，回放曲線合格1 390 井次，曲線錄取合格率為98%。經(jīng)過1 年的現(xiàn)場應(yīng)用，使用的環(huán)境溫度最低可達(dá)到-30 ℃，最高溫度可達(dá)到50 ℃。熱洗參數(shù)分析儀的性能達(dá)到設(shè)計要求[9-10]。

該儀器的研究與應(yīng)用，可以準(zhǔn)確控制洗井時間，節(jié)電、節(jié)氣。每少洗1 口井平均節(jié)電450 kWh（工業(yè)用電價按0.594 6 元/kWh 計算），平均節(jié)氣600 m3（工業(yè)用氣價按0.9 元/m3計算），全礦988 口油井的平均熱洗周期由92天延長至120天。全礦每年減少洗井次數(shù)915井次，全礦每年節(jié)約費用約為73.89萬元。

4 結(jié)束語

利用機(jī)采井熱洗參數(shù)分析儀，可在日常熱洗工作中全程監(jiān)測熱洗狀況，克服了人工觀察、調(diào)控?zé)嵯磪?shù)時存在一定的讀數(shù)誤差及通過數(shù)據(jù)調(diào)控可參考性不強(qiáng)的缺點。同時，通過歷史數(shù)據(jù)的調(diào)用可以做到精確調(diào)控，根據(jù)采集的曲線能夠分析單井熱洗質(zhì)量及熱洗過程中存在的問題，指導(dǎo)熱洗周期的調(diào)整，保證了機(jī)采井熱洗質(zhì)量。在滿足油井熱洗的同時，節(jié)約了能源，節(jié)省了費用。