油井间开制度的研究与应用

油井间开制度的研究与应用

牛黎1  ，刘德华2  ，董成利 2 ，杨正楷2

1.长庆油田分公司第十二采油厂，甘肃庆阳，745400

2.西安长庆同欣石油科技有限公司，陕西西安，710018

摘要：随着现代化的不断发展，社会发展中越来越需要更多的能源和资源。在当前油田生产的过程中，抽油机能耗较高，对油田生产经济效益会产生一定的影响。由于抽油机需消耗大量的电能，本文通过分析石油机采过程中的能耗损失，提出油井智能间开技术，降低油田生产过程中的能量消耗，提高油田生产的经济效益。

关键词：采油生产过程；节能降耗；技术；间开

目前，某油田某采油厂油井总开井4000多口，产量低于2m³/d，油井1500口，低于1m³/d的油井有600口，占开井数的15%。多数油井供液能力已不能满足设备采出能力，通过调参来提高效率的空间较小，不间断抽油只会增加机采设备磨损和电能损耗。因此，为了提升油井管理精细化，适时开展油井间开技术攻关，借助抽油机远程启停、应用先进技术算法，开展了油井智能间开技术应用。

一、智能间开技术与制度概述

近年来，油井间开生产已经成为各大油田机采井降本增效的有效方式之一。在持续加强间开井管理，实施效果明显，但间开生产还存在以下问题：间开制度优选方案不规范，大多以地质技术人员根据低压测井数据和经验来判断地层出液规律并制定间开制度，费时费力。间开选井依据不充分，主要依据单井日产液量或产油量，仅凭借技术人员进行判断，选井依据（条件）不充分，间开制度不够严谨。间开管理难度大，现场主要采取人工间开，油田现场油井较为分散，增加了间开井现场管理的难度。部分区块采用远程控制间开，但抽油机启停无约束，存在一定安全隐患。为解决以上问题，开展了边缘计算间开技术研究，用数字化技术、智能化分析，实现油井智能间开。

1、边缘计算

边缘计算是指在更接近数据生成的位置来处理、分析和存储数据，从而实现快捷且近乎实时的分析和响应。机采范畴的“边缘即为抽油机井口”，油田数字化采用边缘计算有如下优势：提升数据处理速度，将数据处理和分析转移到边缘有助于加快数据处理，这在准实时应用中至关重要。减少网络带宽占用。边缘端处理，减少网络发送到云端的数据量，有效降低数据传输量和减少网络带宽资源占用。同时，借助在边缘存储和处理数据的能力，可提高云连接中断时的可靠性。增强的安全可靠性，边缘计算可避免网络数据传输，减少云端数据被干扰、被影响，从而提高数据安全性、可靠性。

2、常规功图计产方法

常规功图计产方法一般是采用Gibbs方程算法将地面功图转换成泵功图，再根据泵功图计算有效冲程，进而计算油井产量，需要大量的参数支持，所以需要构建相应的数据库，数据需要较大存储空间；计算需要强大的算力支持；如采用“云端/本地”相结合的方法，数据传输量大，需强大的网络支持；不能快速得到产量，不利于摸索出液规律；需配置强大算力的PC做数据处理，可靠性和经济性都不好，RTU到PC还需要网络传输，后端服务器运算，效率受限，不是真正的边缘计算。

3、边缘计算的算法模型

油井产量与流压之间的关系曲线，反映了油藏向油井的供液能力，而油井的流入动态是不断变化的，间抽制度也要不断进行动态优化。因此，在前端应用RTU的算力来实现边缘计算，实时分析泵充满度及油井供排协调变化情况，实现工况诊断、功图计产及动液面计算，自动识别有效冲程和柱塞冲程是实现边缘计算智能间抽的有效办法。通过技术研究和实践都证明，泵的充满度与液面高度之间存在对应关系，Legs法可得到实时的充满度，结合井筒结构数据，可以推算井内液面变化的趋势，因而可以计算和评估各种间抽制度对产量的影响。最佳间开制度的核心是寻求在停井后减少的产量与连续空抽开采所带来的设备损耗、电力消耗间得最优关系，以效益比最佳为最优的间开制度。Legs法基于示功图的模型和抽油机井的运行机理，仅依据地面示功图，通过合理的图形变换，消除了随机干扰、动态载荷、抽油杆波动和抽油杆拉伸等4项因素的影响，得到类似于泵功图的“拟泵功图”，再求得柱塞冲程和有效冲程，进而计算出油井产量。

二、智能间开技术现场应用

现场选取5口井开展了智能间开技术试验，配套强大运算能力的井RTU，安装5套间开控制柜。配套井口智能RTU，具有自主学习功能，依据算法可得到的实时产量数据，推算出动液面，摸索出液规律、制定间抽工作制度、实现自动间开或远程设置，解决了人工摸索出液规律制定间开制度费时费力的问题。开发间开井管理平台，统一管理间开井的产状、工况和能耗等数据，进行优化分析以及间抽制度的辅助决策，提高工作效率，该平台具有工况分析、功图对比、间抽管理及系统效率等14个功能模块。研究了3种间抽控制模式，提高工作效率。

1、设定时长间抽

设定时长间抽是指设置停井几个小时后开井几个小时，1-120h是指最低可设1小时，最大可设120小时，如[开井时间3]，[关井时间2]是指开井3小时后停井2小时，然后再开井3小时，如此往复。

2、指定时间抽

指定时间抽是指设置具体的时间点启停抽油机，指5点停井，9点启井，13点停，16点启，22点停，然后凌晨1点启，如此往复循环。

3、边缘计算智能间抽

利用LEGS法将示功图转化为泵功图，识别有效冲程，自动推算供液能力，自动设定开抽和停机时间。实时在线的产液和电耗计量，可及时发现油井产量异常，掌握能耗状态。通过技术试验，利用LEGS净冲程趋势法模型预测关井后沉没度的变化曲线，可用于指导间抽制度的制定和方案检查。

三、智能间开技术节能降耗效果

在时间Tk对应的开井沉没度曲线上画一条水平线就可以得出关井时间Tg，则总开关时间Ts=Tk+Tg，再按这个总开关时间为周期，画几个周期的液面曲线，以此模型进行边缘计算，设计间抽方案。项目平台可更准确地计算单井系统效率，统计区块报表，减轻了基层人员的测试和分析工作量。

结论

持续研发升级油井智能间开技术与制度是我们每一位石油人的目标任务，不断结合生产实际，持续跟踪应用效果，优化模型算法，结合油藏特征、油井出液特点，明确在保产量的基础上，努力挖潜提升泵效、系统效率和管理效率，促进节能降耗的技术思路，持续研发的油井智能间开系列技术，为油井精细化管理、智能采油厂建设提供了有力的技术支撑，为我厂高质量发展贡献技术力量。

参考文献：

[1]游洋,李晓彦,宋璐璐,等.节能降耗技术在机械采油中的应用分析[J].科学与财富,2017(13).