智能间抽在青海油田的试验应用

王华钟富萍刘全贾碧霞

（1.青海油田财务处；2.青海油田钻采工艺研究院；3.青海油田质量安全环保处）

智能间抽在青海油田的试验应用

王华1钟富萍2刘全3贾碧霞2

（1.青海油田财务处；2.青海油田钻采工艺研究院；3.青海油田质量安全环保处）

针对青海油田部分抽油机井供液不足、产量低、泵效低、能耗高现状，试验应用智能间抽技术，在保证油井产液量基本不变的前提下，智能间抽沉没度满足油井采油要求，平均泵效提高8.08个百分点，平均系统效率提高9.48个百分点，平均节电率43%，减少了抽油机无功损耗，节电效果及经济效益显著，具有很好的推广应用价值。

智能间抽 泵效 系统效率 节电效果

目前青海油田共有机械采油井1900余口，开井1783口，供液不足导致大量低产低效抽油机井，其中泵效低于15%的特低泵效井达300口，占机采井16.8%。由于油井供液量小于泵排量，多数低泵效井产生泵空现象，不仅导致抽油机运行效率降低和能源的浪费，同时也使井下抽油泵空抽磨损增大，降低了抽油泵的使用寿命。目前青海油田解决的办法是采用人工间抽技术，即根据油井供液情况，人工摸索出油井间抽制度，手动控制抽油机的起停时间。这种方法人为经验值比重大，很难保证油井间抽制度的合理性和准确性[1]。

2010年7月至10月期间，选择了5个不同采油作业区的5口低产低效井进行了智能间抽现场试验。试验结果表明，在确保油井产液量基本稳定的前提下，根据油井动液面即沉没度的大小，油井实施智能间抽，不仅大幅度减少无功损耗，油井泵效及系统效率有了明显提高，实现了油井生产的最优化运行，节能效果显著。

1 技术原理及方法

智能间抽是通过设备本身自动判断油井动液面深度并实现间抽功能，在保证产量情况下，智能化控制抽油机的抽空和空抽，减少抽油机电力消耗和机械损耗，达到节约电力和设备维护的作用[2]。

青海油田试验应用的智能间抽是在井口安装载荷位移传感器，在载荷重力的作用下传感器弹性元件产生相应的变形，得到相应的参量即载荷信息，内部电路将此载荷信息转化为电量信息，电量信息经过模数转换送入嵌入式微电脑高速处理，形成闭环控制，从而通过软件处理计算抽油杆载荷平均值来检测抽空的发生。根据泵抽过程中流压变化与载荷传感器电流变化过程中电压变化的相似性，确立抽油机井间抽过程中流压变化的数学模型，进而根据该数学模型及沃格尔方程，导出间抽过程中地层渗流方程，通过在坐标系中不断标定，确定出抽油机井的合理间抽区间[3]。由于数字信号和具体载荷的关系，与环境温度、抽油杆的材料、井况及摩擦力等因素都存在影响，无法得到绝对值，只是一个相对值，而且这个相对值是一个不断变化的参量，所以在间抽控制软件设计上精确处理，根据载荷平均值设定“空抽值”和“满抽值”。根据载荷的实时变化，设备自身通过软件处理，运用不断存储、对比、优化的方法，不断调整、精确“空抽值”和“满抽值”，使抽油机启停趋近于科学合理，即通过对抽油机的光杆载荷实时检测，精确感知油井负荷的动态变化，实现智能间抽控制，使间抽工作制度合理有效。

智能间抽可维持抽油机在负载稳定或变化情况小的情况下运行，通过实时检测油井负载变化，调整抽油机开机和关机状态，节省部分励磁损耗和负载损耗，减少由于泵空现象所导致的无效抽取，使抽油机的运行时间大大缩短，在不影响油井产量情况下，达到油井供排平衡，从而大幅提高泵效，达到节能降耗的目的。

2 现场试验效果分析

为了验证该技术的适用性和应用前景，在青海油田5个采油厂分别选择了5口低产低效井进行了现场试验。智能间抽现场试验进行了节电试验和油井供液监测试验。试验采取原始的电表读取电量的方法，产量采取单井罐或计量求产车计量方式，动液面测试按照SY/T 5264—2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》使用CJ-6型液面测试仪测试，测试周期每口井至少为6 d时间。

2.1 智能间抽节电试验应用效果

2010年7月至10月期间，在青海油田南翼山南浅2-09井、乌南油田乌2井、花土沟油田N3-24-4井、冷湖三号油田冷7412井共计4口严重供液不足的油井进行了智能间抽节电试验。现场试验数据表明：4口油井采取智能间抽后，产液量基本稳定，对4口试验井智能间抽前后测试对比（表1），平均泵效提高8.08个百分点，平均系统效率提高9.48个百分点，平均节电率为43%，节电效果显著。

表1 智能间抽前后节能效果对比

2.2 智能间抽监测油井供排关系应用效果

在4口低产低效井验证了智能间抽在保证产液的同时，节电效果显著。为了进一步验证智能间抽油井沉没度是否满足采油要求，项目组在油砂山油田308井上进行了为期9 d的间抽起停时间及液面测试跟踪。测试结果（表2）表明，9 d内该井智能间抽启抽到停抽平均时间间隔为1 h 10 min，停抽到启抽平均时间间隔2 h 30min，平均待液为抽油时间的2倍；停抽时油井平均沉没度8.58 m，启抽时油井平均沉没度28.33 m（表2）。测试表明，智能间抽能较好监测油井供液情况，控制油井启停时间，满足油井间抽要求。

表2 智能间抽油井动液面测试跟踪

3 结论与认识

1）试验证明，在青海油田低产低效井上采用智能间抽技术可提高机械采油系统效率，提高油井泵效，实现油井大幅节能。采用该技术优化油井后，能够较大幅度提高机采系统效率，节电效果显著。

2）智能间抽能保证油井供排平衡，减少泵抽空和空抽，低产低效井的抽油杆和泵承受交变载荷冲击的次数大幅度降低，减缓了泵、杆的磨损和疲劳速度，延长了泵、杆的使用寿命，有利于延长油井检泵周期[4]，争取生产时间，降低生产成本。

3）利用智能间抽技术实施低产低效井优化符合青海油田的生产实际。在试验基础上，2011年至2012年将在青海油田加大推广应用150口井，按平均节电率30%计算，150口井年可节约电量103.36×104kWh，按目前电费0.975元计算，年可节约电费100.78×104元，具有良好的经济效益和社会效益。

[1]闫成玉.抽油机智能间抽控制装置[J].油气田地面工程,2010,7（29）:58.

[2]孙洪涛,张彦林.抽油机用节能控制器的研制[J].科学技术与工程,2008,8（18）:35.

[3]刘合,高甲善,王雪艳.关于抽油机井合理间抽制度的研究[J].石油钻采工艺，2000,22（1）:69-70.

[4]卫丽霞,张建博,谢辉,等.提高抽油井系统效率影响因素与技术对策[J].内蒙古石油化工,2011(8):182.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.02.001

王华，1997年毕业于西南石油学院，工程师，从事油田综合管理工作，E-mail：whuaqh@petrochina.com.cn，地址：甘肃省敦煌市七里镇青海油田公司财务处，736202。

2011-12-15)