抽油机井供采平衡理论研究及配套工艺技术应用

油田进入开发中后期,油井含水越来越高。一方面,提液增油难度加大;另一方面,在预测产能不准确的情况下,对于供液能力较强而选泵径较小者,势必会增大冲程、冲次,容易造成抽油杆柱疲劳拉断,而对于地层供液能力差而下泵深度过浅者,则会导致供液不足,无法达到预期产量。本文通过供采平衡理论研究及配套工艺技术应用,使油井基本实现了供采平衡。

抽油机井供采平衡方法及节能效果研究

为满足供液不足油井的供采平衡,以达到节能、增产的目的,通过建立供采平衡系统智能拓朴结构、控制方式,形成以油井实测示功图的面积值与标准值进行校对为核心的智能供采平衡闭环控制技术,运用远程控制抽油机变频调速系统,合理控制电机转速,实现油井冲次的自调节,实现了采油过程连续、渐变、准确控制。通过现场30余口油井应用,泵效平均提高15.18个百分点,平均节电13.91%,平均日增油1.16吨。具有广阔的推广应用价值。

煤层气井智能排采技术应用研究

针对沁水盆地郑庄煤层气井田地质条件和开采状况差异性大,部分井田抽油泵经常性损坏,无法正常生产,本文介绍了适于煤层气井的专用智能排采技术。在郑庄ZH-47井进行适用性试验,已实现实时采集、识别、记录设备生产运行中多项参数,自动耦合生成最优工作制度,达到供采平衡和合理解析压力。试验结果表明,该智能排采技术自动调节性好、维护方便、综合运营成本低,在煤层气开发领域具有广泛的推广应用前景。

抽油机智能运行控制系统

目前国内油田经过多年的开发,很多采油井产液量逐年下降,中低产井供液不足的现象越来越严重。油井供采不平衡的问题,是机采井耗能大、效率低的主要原因。从解决供采关系的核心问题出发,研发基于电器控制器件和数字化技术的新型抽油机智能运行控制系统,在不引入高成本传感器和不进行复杂现场改造的情况下,根据采集的抽油机电参数据特征自动调控抽油机生产参数,实时保持油井在合理流压下生产,发挥油井最大产能,提升机采系统的系统效率。现场试验11口井,通过应用抽油机智能运行控制系统,平均液面深度上升36 m,平均日产液量提高2.22 m3,系统效率提高2个百分点。该系统提高了机采系统智能化水平、节约能源消耗、减少维护工作量,对提升信息化管理水平、降低机采系统运行成本具有重要的意义。

长庆油田低产井智能间抽技术发展与应用

“十三五”期间,长庆油田累计实施6.4万井次油井间抽作业,抽油泵效、系统效率等关键机采指标保持了低渗透油田较好水平。为了适应数字化转型、智能化发展趋势,克服油井传统人工间抽方式的局限性,在已有完备的物联网配套基础上,探索形成适用于长庆油田的智能间抽技术模式,以较低成本对间抽井进行集中管理和控制。研发油井间抽软件平台,实现油井生产制度确定、优化调整、启停控制、指标监控4个方面的智能化。间抽技术智能化促使间抽制度的制定依据更加合理,技术效果更加明显,同时降低了间抽作业对人工的依赖,降低了人力成本。

利用电机工作参数预测油井动液面深度的研究

为寻求一种可靠预测油井液面深度的方法,结合抽油机电机工作参数、抽油机结构及油井液面计算理论,建立电参数反推油井液面深度数学模型。以油井实测电参数、悬点示功图、动液面深度进行验证。结果表明:理论示功图与实测功图面积误差为8.16%,上冲程平均载荷相对误差为1.37%,下冲程平均载荷误差为3.48%,最大载荷相对误差约为2.76%,最小载荷相对误差约为8.802%,动液面深度误差不超过10%。研究成果为油井实时调参提供了理论与试验基础。

工况自适应拖动装置应用效果评价

抽油机工况自适应拖动装置是一种将普通游梁式抽油机转化成智能抽油机的辅助性系统,可使抽油机在最佳状态下运行,在实现柔性启动、衡功率输出的同时基本消除反向发电,大大减轻因电机被负荷拖动而导致的减速箱内部齿轮间背击的冲击强度,在井下工况发生变化时,可自动调整冲次以协调供采平衡关系,追踪动液面至合理的设计值。2013年对工况自适应拖动技术进行了技术推广,现场共应用380套。该装置实际应用结果表明,平均单井功率因数由0.4提高到0.74,平均单井百米吨液节电率达9.2%,有效降低了能耗。平均单井系统效率由26.7%提高到30.9%,平均提高4.2个百分点。但受应用规模限制,目前对该装置在何种机型、电机类型、地层供液条件下应用效果最佳还有待深入研究。

偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵

为解决低产油井普遍存在的供采不平衡、泵效及系统效率低的问题,研制了偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵。该泵采用实心柱塞结构,出油阀偏置于泵轴线,原油进泵流道平直,增强了抽油泵的结构强度和进泵原油的流动性。柱塞下死点时出油阀位于泵腔最高处,有利于泵腔内气体及高含气液体的排出和泵效的提高。出油孔的非均匀布置使该泵能够适应普通油井的井口直径。现场试验中,该泵相对于API最小泵径(32 mm)的泵效提高约10%,液体载荷减小约45%,载荷峰值减小,示功图波动平缓,功率也大幅降低。这说明偏置出油阀实心柱塞小排量抽油泵对泵效的提高和悬点载荷的减小有着显著作用,对油田的节能降耗有着重要的意义。

稠油井小泵深抽的应用及效果分析

锦州采油厂所辖的稠油油藏目前存在两高两降现象,即高周期高含水,油井周期产油下降,油层压力下降,区块处于稠油吞吐采油的后期,油层供液能力较差。为了适应这种低产能现状,我们从2010年大胆实践,采用小泵深抽,目的是使油井生产与油层达到供采平衡,长期稳产,节能增效。

抽油机井智能控制技术节能效果分析

针对大王庄油田部分供液不足的抽油机井人工调参工作量大、能耗高、配套的超高转差率电动机只能在固定功率下运行、功率利用率低的问题,通过开展抽油机井智能控制技术研究,实现在产量不下降的前提下,自动调节冲次与电动机转矩,达到供采平衡、电动机转矩与负载合理匹配,该技术应用后抽油机电动机有功功率、无功功率下降明显,功率因数显著提升,综合节电率达20.52%,系统效率提高3.94%,取得了良好的综合经济效益,同时,该技术兼具软启动、安装操作方便、过载保护、缺相保护等优点,可实现全自动控制、无人值守、远程控制,具有广泛的推广价值和应用前景。

油井合理沉没度判别标准与实例分析

抽油井正常生产需要稳定的供采平衡,而合理沉没度是油井能否达到供采平衡的一个衡量尺度。不同区块不同油井其合理沉没度区间不同。一般讲沉没度不合理,仅以影响产量方面研究,认为沉没度过高会抑制中低产液层产液量,沉没度过低会导致抽油泵烧泵也影响产液量。从这个意义上说,破坏合理沉没度的首要原因,不是产量紧张而是对合理沉没度的认识不深刻所致,所以长期坚决执行科学有效的合理沉没度的管理制度是非常必要的,也是坚持科学发展观的重要体现。

电动潜油柱塞泵井下工况自适应控制系统现场试验

在无杆举升采油技术中应用电动潜油柱塞泵的井多为低产井,这些低产井通过设置地面控制装置调整泵冲次来控制采油井产量。为延长单井运转周期,研制了电动潜油柱塞泵井下工况自适应控制系统。井下工况自适应控制系统可实现井下沉没压力的采集、分析,并对电动潜油柱塞泵运行冲次进行调整,实现了对井液采出速率的闭环控制,使得电动潜油柱塞泵能够在一定的沉没度条件下运行,优化了电动潜油柱塞泵的工作条件。该装置累计应用4口井,实现了自适应控制功能。现场试验表明,应用电动潜油柱塞泵井下工况自适应控制系统,为实现采油井的平稳运行和节能提效提供了技术保证。