油井间抽节能技术研究与认识

蔡小辉（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

在油田开发中对严重供液不足井，间抽是一种极其有效的方法。间抽通过液面恢复的办法，克服了供液能力不能满足设备工作需要的问题，缩短了抽油机运行的时间，从而提高了泵效。但由于间抽需要一段时间的液面恢复，在此过程中，井筒压力升高，随之而来的是井筒和地层间压差的减少。因此，既使抽油机在高效状态下工作，同时又最大可能的发挥地层的潜力，即体现“高效”“高产”的原则，是确定合理的间抽必须解决的问题。

目前大庆油田有限责任公司第三采油厂低效抽油井有143口，主要集中在二次、三次加密井和过渡带地区，其特点是产量低、沉没度低、泵效低，示功图显示气影响严重，长期运转使泵活塞和工作筒干磨造成卡泵，同时造成能源浪费和设备损耗。因此，在保持油井产量稳定，保证抽油机井供采协调的前提下，开展间抽节能技术研究，最终达到保持合理沉没压力和节能增效的目的。

1 间抽技术条件

1.1 间抽机理

油井的产液量与油层的供液能力和工作制度有关，在抽汲过程中，油井供油半径内，形成压降漏斗，关井后，地层压力和液面逐渐恢复。油井间抽就是利用井筒储存效应，对低产、低效井进行一段时间的关井，使压力、液面得到恢复，当达到一定合理液面后，再开井生产，既减少了抽油机运行时间，节约电能消耗；又提高了抽油泵的泵效，避免由于泵“干抽”而引起的设备损耗。

1.2 选井原则

1）油层渗透性低、与周围水井连通状况较差，地层能量得不到有效补充的长期供液不足的低产低压井。

2）现有设备条件下，参数无法进一步缩小或调小后仍然达不到供、采协调的气影响严重的井。

3）产液量小于15 t/d、沉没度小于150m、泵效小于30%的抽油机井。

4）井口为偏心井口，以便录取各项监测资料；单井具有计量流程，保证生产资料准确性和试验效果分析。

1.3 间抽试验研究的内容

依据选井原则，在萨北油田纯油区二次、三次加密井及过渡带地区选择了50口低效井开展间抽试验。主要进行以下三方面研究：

1）总结低效井实施间抽时，间抽周期确定、测试资料及生产管理等经验和方法。

2）评价间抽井经济界限和节能效果。

3）研究改变间抽制度与油井节能的关系。

1.4 间抽周期的确定

采取液面恢复法确定合理的间抽周期：液面恢复法是在油井停抽后，每隔2 h测一次液面（一天4次），连续测动液面，求得液面上升资料，绘出液面上升恢复曲线，曲线某一点开始逐渐平缓，出现拐点时，这一点对应时间是较合适的停抽延续时间，这时油井应启抽。启抽后，每隔2 h测试动液面，直到动液面降到泵吸入口附近，绘出液面下降曲线，确定间歇抽油井的停抽时间，然后绘出动液面与时间的关系曲线，动液面降到泵吸入口附近所对应的时间为油井连续抽油时间，这一时间应停抽。停抽和启抽时间为间抽周期。

根据量油、取样获得产量折算出全月产油量，与间抽前相比较，如果出现负值，可调整间抽周期，直到合理为止。

2 典型间抽井分析

2.1 参数调整前的间抽周期

以北2-J5-59为例。利用液面恢复法绘制了曲线，从液面恢复曲线和生产时间与沉没度关系曲线中可以看出，该井的间抽周期为停41 h，启抽7 h。

2.2 参数调整后的间抽周期

为了摸索上调参间抽试验，该井冲速由3 r/min上调到4.5 r/min，调整后又重新摸索了间抽周期。从参数上调后的生产时间与沉没度关系曲线看，沉没度下降速度明显加快，启抽5 h，沉没度由739.38m下降到124.26m，所以参数调整后的间抽周期为停43 h，启抽5 h。

2.3 实施间抽后的效果分析

1）单井产油量稍有下降。平均日产液由11.1 t下降10.7 t，日产油由1.0 t降到0.89 t，见表1。

2）间抽上调后，产量保持稳定，耗电量进一步降低。与参数上调前相比，日产液下降0.4 t，日产油上升0.01 t，平均单井日耗电减少7.2 kWh，见表1。

表1 北2-J5-59井间抽井试验效果统计

3）降低了电耗。该井间开前日耗电量189 kWh，间开后折算日耗电量58 kWh，日节电量131 kWh，示功图由间抽前的供液不足变为正常，抽油泵在合理沉没压力下工作，见图1。

3 间抽井效果整体评价

3.1 间抽周期的合理确定

通过液面自动监测确定间抽制度。该技术是通过在井口安装液面自动监测仪，利用井内气体作为声源，仪器内继电器瞬间打开阀门使得气体膨胀作为信号源，自动测试液面，实现液面的连续监测。图2为液面连续监测法测量的北3-20-丙271井确定间抽周期曲线。

从曲线上可以看出，当沉没度恢复到600 m时，沉没度上升趋势变缓，拐点出现，即为启抽点。当沉没度下降到160m时，沉没度下降趋势变缓，另一个拐点出现，即为停抽点。两点之间的时间为运行时间。停抽后到下一次启抽点，既为停抽时间。

对于没有安装仪器的井，参照自动监测的变化规律，采取通过液面加频测试，绘制沉没度恢复曲线，确定合理的间抽制度。

通过50口井间抽试验，采取沉没度恢复曲线法确定间抽周期，大部分间抽井沉没度在600m到150m之间出现拐点，因此，间抽运行合理沉没度在150～600m。

3.2 间抽井产量的合理确定

根据50口间抽试验前后生产数据，按产量范围2 t/d划分不同区间，绘制了产量升降幅度、平均日节电变化曲线，见图3。

从图中可以看出：低产液井实施间抽后，随着产量的升高，产量升降幅度不断下降。当间抽前产量小于8 t/d时，间抽后产量略有增加或基本不变，当间抽前产量大于8 t/d后，随着产量的增加，其下降幅度加大，但逐渐变缓，平均日耗电也随产量增加而不断下降。如果综合考虑不影响油井的产量，又兼顾节能的要求，我们认为：产量小于10 t/d的油井比较适合实施间抽措施。

表2 间抽井前后效果统计对比

表3 间抽井上调参前后效果统计对比

3.3 间抽期间产液和含水变化规律

通过现场试验得出间抽过程中产量、含水随时间的关系，见图4。产量变化曲线两端较稳定，中间一段急剧变化，而含水变化曲线为先逐渐下降，后趋于平缓。主要由于关井后地层能量得到补充，井筒充满流体，泵充满程度高，产量高，同时由于油水比重不同，原油浮在上层，水在下层，随着泵的抽汲作用，比重高的水先进入井筒，导致初期化验含水高。随着井筒内液面下降，生产压差减小，原油进入井筒，井筒内磨擦阻力增大，同时井筒和地层原油脱气严重，导致产量和含水都下降。

3.4 间抽井效果对比分析

实施间抽后,把动态数据折算成全月运行的指标，可以看出，平均单井日产液下降0.84 t，日产油下降0.04 t，含水下降0.3%，平均沉没度增加233m，泵效提高16.2%，日节电107 kWh，50口井累计年节电113.4×104kWh，见表2。

对10口井采取上调参数间抽试验对比，重新摸索间抽周期，上调后，月平均单井运转时间减少0.8 d，平均单井日耗电减少9 kWh，系统效率增加10.8%，见表3。

3.5 强化间抽井科学化管理

间抽试验期间，由于录取资料的需要，间抽周期不满一天的井采用了白天启、晚上停的运行管理方式，在实际间抽中可以采用“移峰填谷”用电模式，白天停、晚上启，合理优化运行。同时，还可以应用间抽控制器实现自动启停，方便生产管理，减轻劳动强度，更易于推广应用。

4 几点认识

1）从开展的低产液抽油机井间抽试验来看，间抽后产量下降在10%以内，影响不大，但节电效果却非常明显，平均单井日节电107 kWh，节电率达50%以上。

2）通过沉没度恢复曲线法分析，试验区块抽油机间抽运行合理沉没度范围在150～600m。

3）通过间抽后产量、能耗变化规律，认为产量小于10 t/d的油井比较适合实施间抽措施。

4）应用液面自动监测仪结合间抽控制器，能够快速、及时、准确监测液面变化情况，实现自动启停抽油机，为间抽井管理提供有效保证。