蒸汽驱智能调控技术

邓美玲

（中石油辽河油田特种油开发公司采油作业三区，辽宁盘锦 124000）

蒸汽驱智能调控技术

邓美玲

（中石油辽河油田特种油开发公司采油作业三区，辽宁盘锦 124000）

蒸汽驱作为稠油热采的主要开发方式被广泛地应用在国内外各大油田当中，随着“数字化油田”的提出，油田建设开始进入自动化、智能化阶段，实现油水井远程监控管理的软件及方法不断出现，但是这些软件的开发大多基于稀油井，无法适用于稠油热采开发的周期性变化。介绍了蒸汽驱智能调控技术，通过模糊控制技术，可以实现蒸汽驱井的自动调控，从而提高抽油机井生产系统效率和管理水平。

蒸汽驱；模糊控制；智能调控

特种油开发公司杜229块，自2007年实施蒸汽驱先导试验组，截至目前已转驱12个井组。随着开发规模的不断扩大，生产时间的不断延长，稠油井的管理难度也越来越大，人工计算手动调节机采参数的管理方式，不仅无法对生产中的变化及时做出反应，而且这种完全依赖人工调控的方法也阻碍了数字化油田的进程，本文介绍的“蒸汽驱智能调控技术”是由我公司科研单位与外部研究机构共同研发的一种全新的采油控制工艺技术，该项技术不仅能够解决人员调控不及时的问题，而且能够有效提高稠油热采井的管理水平。

1 技术思路

1.1 设计思路

提高抽油机井生产系统效率和管理水平的关键，就是确保供采关系协调，即机采参数与地层供液能力相匹配，以达到最优的泵效及系统效率。通过监测油井供液能力相关参数，动态调整抽油机的机采参数是智能采油的核心思想。

通过对比，选择井底流压作为控制依据，而流压主要由套压及沉没度对应的压强构成，起到主要影响的就是沉没度，该参数由油井动液面确定；油井泵效取决于抽油机的冲程、冲次等参数，但其关键参数为冲次。则动液面和冲次这两个关键参数之间存在着一定的逻辑关系，这就是智能调控的主要方向。

1.2 关键技术

智能调控技术的关键控制参数为沉没度与油井冲次，这两个关键参数对应着两个关键技术，即动液面自动测试技术和油井冲次模糊控制技术。

1.2.1 动液面自动测试技术

智能采油的关键参数是动液面，动液面反应油井地层供液能力，其准确程度直接决定了智能采油能否成功应用。常规测试液面技术为回声法，按声速确定方式分为音标法和节箍法，按声源分为声弹、高压氮气、无声弹测试技术等。稠油开发中，动液面波动大，且油套环空内的介质组成复杂，温度、含水、组成随周期变化，因此很难测准。在环套空间内存在的气液混合带会反射声波造成虚假液面，即俗称的泡沫层[1]。

智能采油系统以音标法为基础，采用亚声波作为回波信号，亚声波频率小于20Hz，在油套环形空间内传播距离远，能量消失的慢，测出率和自动识别率高。相比传统的测试动液面设备，该设备不需要自带氮气瓶，采用两种方式发声：高套压下回收套管气发声，在低套压下使用打气泵将套管气打入井中产生亚声波声源，从而杜绝高压氮气瓶在无人值守的情况下出现的安全隐患，实现连续自动测试动液面。

1.2.2 模糊控制技术

模糊控制是近年新兴的一种先进控制方式，所谓模糊控制，就是在控制方法上应用模糊集理论、模糊语言变量及模糊逻辑推理的知识来模拟人的模糊思维方法，用计算机实现与操作者相同的控制。

蒸汽驱智能调控技术通过模糊控制算法计算频率，首先由回声仪器测出当前动液面的值，并将当前动液面与目标动液面的差异和差异变化转换成为适于模糊运算的模糊量，然后将这些量在模糊控制器中加以运算，最后采用重心法再将运算结果中的模糊量转换为精确量，将得到的结果结合调节步长等参数计算获得最后的调节频率，从而控制抽油机冲次。

蒸汽驱智能调控技术所运用的模糊控制技术，不仅具有控制抗干扰能力强，响应速度快，对系统参数的变化有较强的鲁棒性的特点。而且具有闭环控制的特点，即输出端通过“旁链”方式回馈到输入端，并参与对输出端再控制的特性。

智能调控技术在调控过程中，不仅能够实现数据的传输、记录、实时调控等功能，而且该系统具有温度保护智能调控功能，能够在超温的情况下自动降低冲次，使生产井温度始终保持在安全温度之内，防止井喷的发生。在对抽油机进行控制保护的过程中，如果达到报警条件，系统能够实现自动报警，自动调节，保证生产，维持抽油机正常运行。

2 现场应用及效果分析

为验证数字化采油智能控制系统在蒸汽驱开发中的作用，在原来试验的基础上，2015年8月在蒸汽驱内优选3口井作为试验井进行试验。为便于分析，所选择的3口试验井均选择在先导试验区的杜32-50-K34井组。3口试验井分别为杜32-48-34、杜32-49-35、杜32-51-K33。试验要求三口井在满足供采能力匹配的同时，不能超过设计温度，避免闪蒸防止汽窜。

杜32-48-34井油层中深989.55m，泵深945.9m，8月4日开始对该井采取智能调控，连续试验8d，该井设计降低冲次提高泵效，实施智能调控后油井冲次由4.8次/min下降到3.9 次/min，油井日产液、含水、井口温度保持平稳，泵效由实施前的71.7％提高到85.1％，吨液耗电由5.0kW·h/t下降到4.4kW·h，效果较好。

3 效益分析

蒸汽驱智能调控技术的目标是为了提高抽油机井生产系统效率和管理水平，该系统经试验按照设计液面，能够实现自动调整冲次，达到稳定井底流压，提高泵效，减少电能消耗的目的。

[1]张霞.辽河油田蒸汽驱配套技术及下步攻关方向[J].特种油气藏，2014.

Intelligent Control Technology of Steam Flooding

Deng Mei-ling

Is widely used in the major domestic and foreign oil as the main development method for thermal recovery of heavy oil steam flooding，with the advance of “Digital Oilfield”，oilfield construction began to enter the automation，intelligent stage，to realize the software and method of oil well remote monitoring and management of emerging，but the development of these software are mostly based on wells not applicable，cyclical changes in the thermal recovery of heavy oil.This paper introduces the development of steam drive intelligent control technology by fuzzy control technology，automatic control can realize the steam flooding well，so as to improve the pumping efficiency of production system and management level.

steam flooding；fuzzy control；Intelligent control

TM611

A

1003-6490（2016）08-0027-02

2016-08-01

邓美玲（1990—），女，辽宁盘锦人，助理工程师，主要从事油田开发工作。