谢瑛莉
(中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂,湖北 荆州 434000)
基于示功图的油井智能间抽系统研究
谢瑛莉
(中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂,湖北 荆州 434000)
在油田数字化平台的基础上开发了一套油井智能间抽系统。该系统将数字化系统采集得到的示功图转化为泵功图,根据泵功图对泵工况进行诊断,对工况为供液不足的井转为间抽模式。对间抽井提出了根据泵效的大小来确定间抽的时间。该系统在2个数字化丛式井组中进行应用,结果表明该系统起到了很好的节能降耗的作用。
示功图;间抽系统;智能系统;数字化系统
低渗透油藏由于储层低孔、低渗的特征,油井多表现为供液不足。对于该类油井采用间抽的生产方式,缩短抽油机的运行时间,能够提高抽油泵效和抽油系统效率。目前,间抽制度确定的方法主要有:限时间抽法、人工间抽法、动液面连续监测间抽法[1]。限时间抽法是在规定时间起抽和停抽,该方法是凭经验来确定间抽的时间和停抽的时间;人工间抽法是通过人工取样测量产量来确定停抽和起抽,该方法通过人力来完成,其人工劳动强度较大;动液面连续监测间抽法是通过动液面监测装置在线监测动液面,如果动液面高就开抽,动液面低就停抽,该方法虽然实现了自动起抽和停抽,但是需要安装动液面监测装置,其成本较大。
常见的间抽制度都是依据动液面或沉没度的大小来确定,除此之外,也可以根据泵效或产量的大小来确定间抽制度。笔者提出了一种基于示功图分析的油井智能间抽系统,该系统通过自动采集示功图并进行分析得到泵效,根据泵效的大小来自动地实现抽油机的起抽和停抽。该系统依靠数字化采集系统,不需要另外增加设备,节约了成本,并且实现了智能间抽,大大地节省了劳动强度,现场应用取得了较好的效果。
要通过示功图来分析泵效,首先根据抽油杆柱动态微分方程将地面示功图转化为泵功图,通过对泵功图分析而得到柱塞的有效冲程,柱塞有效冲程与光杆冲程的比值即为泵效。计算得到泵功图后进行归一化处理。按等位移取值,并将位移、载荷数据归一化,具体处理方法如下:
通过泵功图上各点斜率的值来确定阀的状态。理论上,固定阀开闭点应在上载荷线附近,而游动阀开闭点应在下载荷线附近,且开闭点处的斜率应等于零。为了消除现场的影响,取前后两点的斜率之和作为判别标准,并且取一个阈值。具体判别方法为:当前后两点斜率小于2.0时,为固定阀开启点;当前后两点斜率大于-1.5时,为固定阀关闭点;当前后两点斜率小于1.5时,为游动阀开启点;当前后两点斜率大于-0.8时,为游动阀关闭点。柱塞有效冲程为游动阀或固定阀开闭点对应柱塞位置之差的绝对值中较小的一个。
基于上述理论在油田数字化平台的基础上开发了间抽井智能控制模块,利用数字化平台采集得到的示功图数据,计算分析得到泵功图,根据泵功图首先对泵工况进行诊断,如泵工况出现故障则停机且自动报警,如出现供液不足的情况则转入间抽模式。
将所开发的间抽控制系统在2个数字化丛式井组(共计7口油井)进行现场试验,各井的生产情况如表1所示。油井间抽后对产量的影响很小,产液量略有降低,含水率基本维持在间抽前水平。为了说明间抽对油井节能效果,按照石油天然气行业标准《油田生产系统能耗测试和计算方法》(SY/T 5264—2006)、《油田生产系统节能监测规范》(SY/T 6275—2007)及《石油企业节能产品节能效果测定》(SY/T 6422—2008)进行测试和评定。测试结果显示高22-16井组间抽运行后日耗电量由222.72kW·h下降为176.88kW·h,日节电45.84kW·h,综合节电率为34.67%;关126-155井组间抽运行后日耗电量由234.96kW·h下降为195.12kW·h,日节电39.84kW·h,综合节电率为31.21%。测试结果表明间抽系统起到了很好的节能降耗的效果。
表1 各油井生产情况表
[编辑] 帅群
TE938
A
1673-1409(2017)19-0097-02
2016-08-12
谢瑛莉(1977-),女,工程师,现主要从事计算机应用方面的管理和科研工作,xyl_jz952@163.com。
[引著格式]谢瑛莉.基于示功图的油井智能间抽系统研究[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(19):97~98.