浅谈抽油机井间歇性采油

2022-09-11

目前, 采油过程受抽油机井的影响存在很多问题:第一, 抽油机井分布过于分散, 随着时间的增加, 人们对分布广泛的油井很难集中管理, 一旦出现问题, 很难发现, 并容易造成整修时间的延长, 从而影响了采油效率。第二, 由于抽油井需人工采集数据, 人工操作存在一定弊端, 不易发现生产的真实情况, 并且抽油井的工作状况, 需进一步调整。第三, 抽油井所处的地层环境差, 受气温、湿度的影响。很容易造成泵活塞与工作筒的损耗, 对抽油井本身造成机械磨损, 甚至影响抽油井的正常工作。

抽油井的效率是由有效与输入功率比值决定的。两者是负相关的。抽油井的效率高, 耗能低, 反之, 效率低, 耗能就高。抽油机井系统主要有动力、动力传动、泵抽吸、泵排出四部分组成。它们控制着抽油机的变压器、油泵的输入量等。这四部分决定了抽油泵的工作效率, 改善抽油机的工作效率, 采用抽油机井间歇性采油, 在一定程度上提高采油效率, 降低采油井的消耗、磨损, 提高生产效率。

一、间歇性抽油依据及机理

在油井生产过程中, 需要给油井供能并提供泵液维持机械运转, 在为油井供油半径内, 通常会形成一个低压的漏斗, 使内外气压有一定差别, 在油井关井后, 地层压力和液面逐步恢复平衡。根据该原理, 在采油过程中, 对抽油井进行一定时间的关井。从而达到这样的目的:使井内保持一个压力与液面回复的过程, 利用这段时间, 使抽油泵沉没到一定程度, 进而继续开井生产, 不但减少了能源与机械的损耗, 还大大提高了抽油机运转时间, 提高的采油的产量。

抽油机井间歇性采油主要是通过控制抽油机开、关井, 使其工作与否形成间歇, 为井中的液面提供充足的补充的时间, 当井下油量足够时就进行工作, 油量不足时, 停止工作, 这样既可避免抽油机在不工作状态时使用抽油井耗费机械零件, 同时可节省能源, 大大提高了效率。这就需要设定一个合理的间歇性采油的时间, 控制好开井、关井的时间, 根据油井的实际情况, 测量井下液面恢复的时间差, 关闭油井, 使油井在该时间段内有足够的时间达到液面要求, 从而产液量达到较好的水平。

二、间歇采油智能控制技术

间歇采油智能控制技术关键在于智能控制, 这是指根据远程控制中心发出的指令, 自动执行采油相关的程序, 从而可以进行现场实时数据采集与监测现场工况、控制抽油机的启停, 对抽油机进行断电检测等目的。传感器主要有电流互感器、电流变送器、角位移传感器等, 传感器的工作原理是预留出模拟通道和开关量通道, 通过对电压或电流值的控制来变换抽油机的工作状态。然后借助于GPRS网络, 连通数据通讯机与远程控制中心, 进而分析采集到的数据, 最后把数据存储到数据库, 根据数据库的数据信息进行访问, 采取相应的措施来调整控制技术。间歇采油智能控制技术是抽油机按照设定好的计算机程序来执行相应的工作制度来自动启停机;不仅可远程控制, 还可以根据采油的实际情况来调整抽油机开关井时间参数;除此之外, 间歇采油智能控制系统可对三相不平衡、皮带断、不能启动机械等故障进行报警处理。相对于智能控制技术的是手动控制方式, 这一般是由人工启停机器进行操作采油程序。

三、抽油机井间歇性采油措施

根据间歇性采油智能技术与人工方式, 间抽控制的常见做法主要有两种:第一种方法可采用智能方式, 通过设定开、停机时间, 使抽油井能自动地完成间抽控制, 但这种做法的缺陷在于抽油机不会根据才有的实际情况进行及时调整, 缺乏灵活性, 在一定程度上会影响才有的产量以及抽油机的使用率;第二种方式就是人工操作, 可以指定专人定时到油井去开停抽油机, 但这种做法费工费时, 效率太低, 且很大程度上依赖于工作人员的经验, 对工作人员的要求很高。

1. 确定抽油井间歇采油基本原则

确定抽油井间歇采油的基本原则就是在实施间抽后, 油井产量应与间歇抽油前基本保持一致。指定原则要在满足油井开采平衡的条件下, 选择不同产液量分级的抽油机井, 制定间歇抽井的合理起抽、停抽时间。这个启停时间可以根据测试得到。第一步, 停止抽油机工作, 让其恢复液面, 收集相应的数据;第二步, 当沉没度达到合理沉没度时开井, 确定恢复时间, 收集此时的数据资料, 对比两次启停时间的相关数据, 从而确定间歇抽油生产的起停时间。

当抽油机发生故障时或示功图出现异常时停抽、泵效较低时停抽:如发生抽油杆脱落、气锁等必须进行停机处理, 显示故障灯或报警[1];在上述故障排除后确定起抽时间。

当第一次起抽时, 检查抽油机工作顺利时, 则可以开机起抽, 并根据检测示功图最大面积来判断随停机时间的延长, 启抽后这个面积是否基本上不再变化, 来检测是否达到满抽面积标准, 并把相关数据保存起来, 以便在后续工作中进行比较, 检查故障, 确定起抽时间的大致范围。

进行正常起抽时, 则可以利用定时器控制起抽时间, 采集定时的示功图面积的相关数据, 再作进一步的分析处理, 并与标准示功图面积值进行比较, 判断启动时间与停止时间, 从而调节停机时间长度和传感器发生故障情况下的参考开机时间长度[2]。

2. 间歇性液面恢复时间的确定

在保证采油产量的前提条件下, 利用间歇这个时间段, 使油井的液面得到最大程度的液面恢复, 使抽油机减少工作, 减少耗能, 节约能源, 等液面恢复达到相应标准时, 就可以根据设定的起抽、停抽时间, 进行采油工作。这就可以充分利用在第一次起抽时收集的数据确定停抽恢复时间。根据沉没度的上升值来确定开井时间, 并采用动液面下降曲线确定生产时间[6]。