动液面在线连续监测技术在超低渗油田的应用

罗有刚，程颢，呼苏娟，周杨帆，李亚洲

（中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院、低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021）

动液面在线连续监测技术在超低渗油田的应用

罗有刚，程颢，呼苏娟，周杨帆，李亚洲

（中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院、低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安710021）

将动液面自动监测装置与数字化网络平台相结合，实现了动液面远程在线连续监测。通过对低产井动液面的连续监测，可动态监测油井产液情况，并根据动液面变化曲线，确定了低产油井的合理间抽时间。将摸索出的油井间抽制度在现场应用，应用后间抽井产量变化不大，抽油泵效明显提高、节能效果显著。

动液面；连续监测；间抽

随着长庆油田数字化建设的大力开展，对油井生产参数的自动化采集和管理已成为建设“数字化油田”的重要内容之一。目前通过实时采集抽油机井载荷、冲程、冲次等参数已实现了示功图在线实时监测以及抽油机井功图计产、工况诊断等功能。而动液面是为油田开发过程中一个重要的生产参数，目前各采油单位普遍使用回声仪人工测量，这种测量方法自动化程度低，受人为因素影响较大，测试结果误差大。同时，由于油井数量多，工人劳动强度大，数据处理周期长，且每隔15 d测试一次，测试结果不能实时反映油井的工作状况，导致油井生产管理滞后，已不能适应“数字化油田”建设的需要。为此，利用已有数字化网络及平台，引进动液面自动监测装置，实现了油井动液面在线连续监测。

1　动液面在线连续监测系统原理及技术特点

1.1系统原理

油井动液面在线连续监测系统主要由井口监测装置、数据传输装置、液面监控软件组成。其中井口监测装置包括井口连接器、机械发声装置、声纳传感器、电磁控制装置、信号处理模块、电路控制模块等。

油井动液面在线连续监测系统利用套管气为发声源，采用声纳回声探测原理，由井口发声装置上的电磁阀击发机构按照设定的程序定时发出一个声脉冲，声脉冲沿着油井油套环空向井下传播，当遇到油管接箍、液面等障碍物时，产生回波，回波由声纳传感器接收，并转换为电信号，经过信号放大、滤波处理后，由A/D转换器进入微处理器识别处理，计算出动液面深度，并将处理后的动液面波形曲线及计算结果通过GPRS或RS485上传至远端客户端SQL server数据库，通过软件平台实现动液面数据全天候实时在线监测。

1.2技术特点

利用套管气作为发声声源，有效降低了测试成本。采用精密的声纳传感器、数字滤波技术自动辨识动液面深度，处理后的波形、液面清晰可辨，大大提高了测试液面的准确性。液面自动监测装置预留了标准的ModbusRTU协议的485及232接口，可方便快捷的实现与现有数字化平台的数据传输，并设置了“即时测试”和“定时测试”两种工作模式，可通过控制中心的PC机进行远程设置、修改监测灵敏度、自动检测时间间隔等工作参数。

2　现场应用情况

2012年在华庆油田G123-164等4口井完成了现场安装，实现了动液面在线连续监测，采集回放的液面波清晰可辨、计算液面较为准确、可靠。

对于低产井，由于地层压力低，地层能量不足，供液能力较差，而抽油泵排量大于地层供给量，造成深井泵出现“空抽”现象，原油中分离出的气体增加了机械无功功率和管杆磨损。因此，如何确定低产井合理生产时间，对提高抽汲效率和节能降耗具有重要的指导意义。

2.1测试结果准确性分析

为验证在线连续监测测试资料的准确性，用常规综合测井仪进行同步测试，与在线连续监测系统测试资料进行了对比分析。测试对比数据（见表1），从表1可以看出两种测试方式测试的液面差值≤38 m，最大误差率为2.8%，因此所测资料比较可靠、准确。

表1　两种方式测试数据对比分析

2.2低产油井合理生产时间探索

利用动液面在线连续监测技术可实时监测液面恢复及变化情况来摸索油井间抽工作制度。通过对G13井进行停抽液面恢复及开井生产液面连续监测，该井日产液1.07 m3，泵深1 335 m。液面连续监测曲线（见图1），从图1可看出停抽后液面上升速度缓慢，95 h上升387 m，平均4.07 m/h，开抽后液面快速下降，生产19 h后液面降至1 312 m，开抽后9 h内液面下降速度快，平均下降30 m/h，9 h后液面下降逐步变缓，平均下降13 m。

图1　动液面在线连续监测系统原理图

开抽后从功图看出，刚开始功图充满度较好，9 h后（液面1 199 m）开始出现轻微供液不足，后逐步变差。通过对该井进行液面监测后，确定该井沉没度应在120 m以上，此时油井功图饱满，供液充足，油井合理间抽时间确定为5 h～6 h，试验效果（见表2），实施后与全开时日产液量相差不大，泵效明显提高，日耗电量减少50 kW·h。

图2　123-166井液面变化情况

表2　间抽效果对比分析

3　结论及认识

（1）与现有数字化平台相结合的动液面在线连续监测技术是“数字化油田”建设的有益补充，提高了液面监测的实时性和准确性，为实现基于动液面控制油井远程自动调速提供了重要的技术支持。

（2）动液面连续监测技术在油田生产中的应用，有效解决了低产井合理的开井关井时间，根据液面停抽恢复速度和启抽下降速度确定生产周期，减少空抽现象的发生，减少管杆磨损、提高了抽汲效率。

（3）通过对动液面连续监测，可拟合出动液面变化曲线，从而制定合理间抽时间，使油井长期处于合理沉没度下，提高抽油泵效、降低油井单耗。

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［4］牛贵锋，吴江，廖伍彬，等.集成式液面自动监测系统在渤海油田的应用［J］.石油机械，2008，36（7）：59-62.

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The application of producing fluid level on-line continuous monitoring in the extra-low permeability reservoir

LUO Yougang，CHEN Hao，HU Sujuan，ZHOU Yangfan，LI Yazhou
（Oil&Gas Technology Research Institute of PetroChina Changqing Oilfield Company，National Engineering Laboratory For Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Field，Xi'an Shanxi 710021，China）

Through combination of dynamic liquid level automatic monitoring devices and digital network and platform，which realizes the dynamic online remote level monitoring，besides，by means of continuous monitoring of low-yield wells dynamic liquid level，according to the dynamic liquid level change curve to determine a reasonable time of intermissive pumping.There was little change for the output of well after field application.It significantly improve pump efficiency，energy-saving effect is remarkable as well.

producing fluid level；continuous monitoring；intermittent pumping

10.3969/j.issn.1673-5285.2015.07.013

TE933

B

1673-5285（2015）07-0057-03

2015－05-07

罗有刚（1982-），工程师，硕士研究生，2009年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，现主要从事采油工艺方面的研究工作，邮箱：luoyg_cq@petrochina.com.cn。