抽油机不停机间歇采油技术研究

抽油机不停机间歇采油技术研究

大庆油田有限责任公司第四采油厂第五油矿北十队黑龙江大庆163000

摘要:现阶段,随着我国传统的常规式抽油机不停机间歇采油技术中,供液不足的现象是经常发生,在很长的一段时间内,低产井往往处于无效的空抽工作状态。因此想要保障供液能力,就需要在生产中使用抽油机不停机间歇采油技术,能够达到良好的节能减排的效果。我们通过对控制装置的完善、设计方式的优化、设备运行的保障,实现油井之间的协调供排。在低产井中实现较高的开发效率具有着有十分重要的意义。

关键词:抽油机不停机;间歇采油技术

引言

抽油机不停机间歇采油技术是将原本通过多次分散式采油的方法转变为长周期的方法,使其进行整周运动,并以低能耗的小角度运行。解放大量的劳动力,降低开采成本,从而改善我国石油开发的效率问题。所以,对抽油机不停机间歇采油技术的发展与优化具有重要的意义,应该得到政府部门的高度重视。

1间歇采油与其开发原理

1.1间歇采油概念

首先油田的开采过程中,我们的预想情况和实际情况之间一定会存在差异,油井之间会因为地层条件、下泵深度、流体压力等数据参数的不同,造成不同油井之间的下降情况、动液面等都存在着一定的差异,每个油井之间的抽油时间、原油量、额定时间内产油量也都是不一样的。然后我国的各大油田中,油田产量低的情况是普遍存在的,尤其是供液不足的情况,在抽油机井生产过程中是经常出现的,基本上达不到供排平衡的效果,抽油机如果采取全天的工作运行模式,势必会造成能源的大量浪费。这种情况下,抽油机不停机间歇采油技术的应用和提出就具有十分重要的作用,在此基础上,根据实际的情况建立软硬件集成化的控制系统,对抽油机间歇采油技术实现远程、高效的管理和控制。智能控制系统目前在抽油机间歇采油技术中得到了一定的应用,有效的对油井的生产过程中电流的变化、供排需求等状态进行分析和研究,将数据信息通过计算机软件进行处理,终端研发控制系统实现自动化控制技术,这样就能通过抽油机油层供液情况的变化对运行的状态进行改变,从而达到提升抽油机工作效率的目的。

1.1技术原理

抽油机不停机间歇采油技术,采用电机驱动力无突变光滑介入和全程均匀分布的驱动控制方式,不抽汲时,抽油机曲柄在指定或允许的范围内完成无冲击柔性往复摆动式的运行,一直保持“秋千式”小幅摆动运行形态,用地上摆动而地下不动的方式取代传统间抽生产中的停机静止等待方式,同时传统间抽方式下的静止中启动过程被两种运动方式间的动态转换过程所取代,直接消除了产生启动安全隐患的机会,扫除了无人值守自动间抽生产方式的主要障碍;抽汲时,通过曲柄多次往复摆动方式积累系统势能,借助势能向动能的释放转换作用使电机达到正常转速,直接跨越了电机主动启动加速阶段,消除了启动冲击,使得无论多么密集的间歇启抽均不会造成设备损伤和电网冲击,具有启抽过程负荷轻、无冲击、无损伤的特性,同时集中抽汲生产阶段采用较高的工作制度(泵径、冲程和冲次),使抽汲阶段具有良好的泵效与系统效率,并且集中抽汲期可以采用工频直通驱动,明显降低了对电机驱动器装机功率的要求。

2抽油机不停机间歇采油技术

抽油机不停机间歇采油技术的工作原理就是通过曲柄的低能耗摆动和连续的周期运动两种方式的有效结合,形成的一种新型的工作方式。用部分化的短周期采油替换长时间的集中式采油,将传统的间歇采油停机工作改变成了小规模使用曲柄运行的模式。

2.1曲柄摆动运行设计原理

抽油机不停机间歇技术是通过曲柄运行与来回摆动所形成的分散式间歇采油,这是根据运动学的分析与计算。当井下的负荷发生有规律的变化时,杆柱道路一定的时间也会以弹性变化为基础,所以应该计算出曲柄摆动的最大范围,然后考虑各个平衡的分布点。曲柄摆动的角度是根据范围所确定的,当井下的塞柱在静止不动的情况下,杆柱会发生变形,这样也能确保杆柱在运动控制时,将弹性变化控制在可以预控的范围内。通过计算抽油机的最大位移值,就可以准确的计算出曲柄摆动的范围,这种运行设计技术是需要经历漫长的时间进行探索的。例如对于大庆油田而言,在十年前间歇采油技术还只是一项新生的事物,没有任何成功的管理经验可以借鉴,只能通过自身的分析与研究。在之后的时间内,技术人员潜心钻研,在理论的技术上寻找突破口,将时间参数的概念引入其中,建立泵径、冲程、冲次、时间各个参数为主的优化决策模型。在不影响产油量的同时,对于每口井的开、关时间进行优化,从而实现整个系统效率的提升。在理论的基础上,进行实践,将技术人员组建成12人为一组的试验小分队,对于15口井进行不同周期的开关井、各项数据监测,并且全面准确的对现场的数据进行仔细分析。确保产油量稳定之后,将节电率提升到百分之六十。

2.2不停机间歇采油控制装置

不停机间歇采油控制装置一般由电参监测单元、电动机转速传感器、曲柄位置传感器、智能控制器和驱动器几个部分共同组成,电动机传感器和曲柄上安装的传感器和检测单元把电动机的实时运行情况以及曲柄的情况传送出来,而后智能控制系统对曲柄运行进行控制,确定其运行的方式和频率,将指令传达给曲柄驱动器,而驱动器则严格的按照这个参数对电动机进行启动,并且在摆动过程中对速度进行把控。整周运行和摆动运行二者的转变是以抽油机在负载最小的地方附近,以曲柄自身具有的势能转换成继续转动的动能,利用持续缓慢的加载对供电进行调整,因势利导的保证曲柄能够实现低能耗的摆动,从而在确保驱动速度的情况下保证功率。

2.3工作制度的确定

不停机间歇技术的工作制度其依据是IRP生产曲线,将油井的产能看作是最大的目标,将产能控制在合理的范围内。对井底的动液面深度进行观察,以确定抽取的时间与摆动的方向为主,从而制定出最优化的不停机采油工作制度。将长周期的集中式采油转变为多次的短周期采油,动液面的波动幅度控制在一定范围内,也避免因为长时间的停机对产能造成不正当的影响。由于间歇采油的开关与周期各不相同,需要综合性的开关对关井的时间进行考查,经过岗位工人的巡井时间设置相应的启停时间。在技术人员经过反复的调研与讨论之后,从实现抽油机井的自动启停开始,设置间歇采油智能控制系统,将操作者的人手操作转变为机器操作。并且在日常管理、安全操作等方面进行了详细的规定,让间歇采油成为抽油机的一种常用的生产管理方式。

结语

综上所述,为了提高我国石油企业开采石油的效率,减少人力的运用以及节约成本,抽油机不停机间歇采油技术的应用越来越多。抽油机不停机间歇采油技术能够保证泵时刻处于充满状态,使油井能够充分利用优势,产能得到保障。另外,要根据单井周围环境和供液能力而调整工作计划,做到高效举升的效果。在实际工作中,不停机间歇采油技术与传统间抽相比,具有较强的节能作用以及提高效率的作用,同时还没有传统间歇采油技术的局限性,对于石油开发的高效性具有重要的意义。

参考文献:

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