摘要：传统的抽油机井优化设计方案是以追求井口产量为目标，采用节点分析技术，对井下杆柱工作参数进行优化组合，这一举升设计思想已不再适应股份公司高效、低耗的生产指导思想。文章对抽油机井低压测试技术的应用进行了研究分析，以供参考。
关键词：抽油机；低压测试；意义；应用
前言
抽油机井间歇抽油方式的选择，有利于对低产抽油机井的运行，合理利用现有资源，实现节能降耗的技术要求，有效地开采井下的油流，发挥抽油机的作用，将油井的供液能力利用起来，提高油井的产量，降低油井生产的单耗，提高油田生产的经济效益。
1抽油机抽油方式概述
在油田生产过程中，不断提高抽油机系统的效率，降低抽油成本，应用最低的能量消耗，获取最佳的产油量，为油田生产创造最佳的经济效益，是油田开发的基本目标。抽油机采油是油田开发各个阶段必备的采油方式，利用抽油设备将动力传递给井下的抽油泵活塞，通过活塞的往复运动，将井内的液体开采到地面上来。抽油机井的运行过程中，可以选择抽油机、抽油杆和抽油泵的合理配合，通过不同的抽油泵直径，确定抽汲液体的体积，依据井下油层的能量的大小，优选合适的抽油泵。并配合抽油机的冲程和冲数，确定合理的抽油机井的工作制度，完成油井的生产任务。
2抽油系统能耗分析和如何提高系统效率
2.1抽油系统能耗分析
对于一个抽油系统，它是依靠外部提供动力进行采油的，同时它又遵循能量转换与守恒定律。深井泵在采油的过程等于克服阻力做功的一个过程，能把系统输入的能量，一部分用于举升一定量的液体从井下至地面，让它具有一定量的势能。而另外部分能量会克服举升过程中的阻力做功而被消耗掉。把用于提升所载液体所做的功称之为有用功，克服阻力所做的功则称之为无用功。有用功是地面输入电能的一部分，对产气井还包括了气体逸出后的膨胀能。有用功的大小取决于油井的产量、举升高度、含水率、原油密度、气油比等。
2.2如何提高系统效率
抽油机井能耗的分析得知，提高抽油机井系统效率的途径能从两个方面考虑，第一增大有效功率，第二减小无用功率。因为影响抽油机井系统效率的因素很多，一味的追求高的效率，就得对原抽油系统进行改造，也就加大了技术投资，也就是入不敷出，其结果却减小了经济效益，因此要效率与效益两者兼顾，来实现最终的节能效益。如何做到提高系统效率：
2.2.1地面抽油设备优选与管理
首先新井投产选用节能型抽油机和节能型电机，减少地面设备的动力消耗。其次对老设备进行严格的技术改造，定期做维护保养，并调整抽油机平衡等，减少地面设备的摩擦消耗，提升运转的效率。
2.2.2加强油井清防蜡管理
油井热洗，可以减少杆、管壁蜡的附着量，增大流通空间，油井化防可以降低原油粘度，进而达到降低井筒内的粘滞摩擦损失的能量。
2.2.3抽汲参数优化调整
在不同组合下的抽汲参数对油井的工作状况与系统效率会产生一些影响，况且油井的供液情况与井身条件并不一样，很应该对单井的抽汲参数进行优化设计和调整。
（1）供液充足、沉没度大的油井
一是调大油井的抽汲参数，增大产量，尽可能地发挥油井的生产潜力和设备的举升能力。二是在产量不变及合理沉没度的条件下，减小泵挂深度，降低悬点载荷。
（2）对于供液不足的油井
首先加深泵挂，增大沉没度。其次减小油井的抽油参数，增加抽油泵的充满程度和提高泵效。
（3）对于偏磨井
首先优化设计抽油杆扶正位置及扶正器数量，并在其下部配用加重杆。其次对管柱采取泵下锚定或扶正、加长尾管等。这样可以减小因交变载荷引起的杆管弯曲，降低杆管的滑动摩擦损失。
3动液面测试技术
3.1动液面、沉没度
动液面是油井正常生产时油套环形空间的液面。可以用从井口算起的深度，也可以用从油层中深算起的高度表示液面的位置。对应于井底压力。沉没度是泵沉没在动液面以下的深度。即下泵深度减去动液面深度。其大小根据气油比和原油进泵的压力损失来确定。
3.2动液面测试原理
动液面是用回声仪测试得到的。测量原理：利用声波在环形空间流体介质中的传播速度和测得的反射时间来计算其位置。动液面测试经历了二氧化碳气体、声弹、氮气做声源的测试过程，改用氮气做声源。使用氮气的主要特点是安全、环保。
3.3现场动液面测试
（1）测试前的准备
测试人员要对测试井的数据掌握清楚，包括油井的产量、泵的下人深度和以前测试的动液面深度等；根据油井动液面深度的不同，排出油井测试顺序，动液面深的，要用氮气瓶的高压段测试，平时动液面较容易测出，或动液面浅的油井，用氮气瓶的低压段测试。否则在低压段测较深的油井，动液面有可能测不出来。
（2）井口与测试仪器的连接
安装井口连接器要与套管口连接牢固；把氮气瓶的充气线与井口连接器接好；再将井口连接器的信号线与二次仪表连接好。
（3）动液面测试
将套管闸门打开，向井口连接器充气，根据实测井的情况确定相应的充气压力；打开二次仪表，输入井号，并适当调整仪器增益灵敏度，拉动击发装置进行油井动液面测试。动液面测试完成后，要进行核实，必要时进行重测。确认动液面测试合格后，进行数据保存。
（4）井口仪器拆卸及整理
油井动液面测试完成后，测试仪器的拆卸按照测试前安装仪器相反的顺序进行，对拆卸的测试仪器，要进行整理归位，以备下一口井测试。同时要保持油井及井场的清洁。
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3.4动液面计算
现场计算动液面的方法有两种：一是音标法；二是接箍法。
音标法：是利用井下安全阀位置返回的波形作为音标，计算出声速，从而计算出液面深度。
接箍法：选择几个连续的油管接箍反射波，输入接箍个数、油管长度，再找到液面波，自动计算出液面深度。这种方法适应于未下回音标、液面较深、接箍清晰可辨、干扰性弱的情况。
3.5存在问题
（1）部分井测不出动液面
其原因有：一是油井的油套环空不干净，在套管壁和油管壁上存在“死油”，造成了测试仪接收到的反射波杂乱无章，分不清液面的位置。二是声源的能量不够强，当声波进入井筒后，受井筒环境的影响，声波在没有到达液面时其能量就已经衰减完毕，或声波到达液面时其能量很弱，无法将液面的反射波传递到测试仪。三是井口连接器的微音器灵敏度低，当液面的反射波微弱时不能检测到反射波。
（2）氮气罐储气压力低时，动液面不易测出
目前部分作业区在用的氮气罐罐装氮气压力较低，一般在12MPa以下，使部分动液面较深的井不易测出。
（3）试动液面
在测试动液面的过程中，使用的测试仪和井口连接器不匹配时，也存在动液面不易测出，或测试数据不准的现象。
3.6建议
3.6.1保证声源有足够的能量
选择相应的充气站点，能够满足储气罐工作压力要求，保证罐装氮气有足够的压力，满足测试井数的需要。
3.6.2合理使用声源能量
现场测试时，应合理使用声源能量，以提高测试效率。建议：
在罐内储气压力15～12MPa时，首先测试疑难井；
在罐内储气压力12～6MPa时，测试较难井测试；
在罐内储气压力6～1MPa时，最后测试普通井。
3.6.3提高井口连接器的微音器灵敏度
一是配备高灵敏度的井口连接器，二是配备高灵敏度、各种测试仪通用的井口连接器。
4间歇抽油方式的优化设计
为了进一步优化间歇抽油机井的工作制度，可以提高间歇抽油的节能效果。在石油生产现场不断提高对间歇抽油方式的认识，制定合理的间歇抽油制度，达到抽油的效果。如果油井产量是变化的，在实际生产过程中，实时监测产量的变化情况，设计合理的间歇抽油方式。如果液量发生变化或者液面发生改变后，及时修改间歇抽油的工作制度。通过对液面的监测，绘制液面随时间变化的曲线，对曲线进行分析判断，调整间歇抽油的周期，找出规律性的启抽和停抽时间。
4.1间歇抽油周期的确定
为了确定合理的间歇抽油工作制度，采取一定的技术手段，可以通过示功图的测试，获得抽油泵的工作情况，帮助分析井下的供液能力，确定合理的停抽时间，和启抽的时间，严格执行间歇抽油制度，保证抽油的效果。当油井关井后，对动液面的恢复进行监测，达到抽油条件后，通过液面恢复高度和使劲的关系曲线进行分析，在关井一定时间后，液面恢复趋于稳定，和时间几乎成为正比例的曲线关系，可以确定开抽的时间，保证间歇抽油的效果和连续抽油相同，而提高油井生产的经济效益。
4.2间歇抽油方式的优化
对于抽油机井的生产实施监测，当关井停产后，确定液面上升的速度，进而明确是否采取间歇抽油的方式。如果液面一直趋于稳定的状态，就必须连续抽油，提高抽油系统的效率。保证抽油机、抽油泵的效率最佳，达到油井生产的设计产能。如果可以进行连续抽油的设备进行间歇生产，会增加启停抽油机的次数，加剧设备的磨损，降低设备的使用寿命。而必须采取间歇生产的油井，确定合理的关井时间，在液面和时间的关系曲线中，以拐点的位置确定合理的时间，不同产量的油井的关井时间是不同的，不能一概而论。产量低的油井的关井时间略长一些，以便液面恢复，启抽后，提高抽油泵的充满程度，提高泵效，避免造成能量的浪费。而产量高的抽油机井间歇抽油的关井时间应该短一些，使油井的供液能力得到最佳的发挥，达到油田生产的基本要求。
为了确定合理的开抽时间，在启动抽油机进行抽油后，观察井内液面的下降速度，实时监测液面的变化情况，确定开抽多长时间内，能使液面降低到停抽时的水平，进而获得合理的开抽时间，和停抽的时间。并经过一定时间的间歇抽油后，根据油井的实际生产情况进行调整，保证间歇抽油的效果。间歇抽油生产必须满足油田生产的需求，方便油田生产管理，达到节能降耗的技术要求。确定间歇抽油的工作制度，保证充分发挥油井的供液能力，方便日常的生产维护和管理。对于不同的间歇抽油井的管理，寻找最佳的抽油方式，优化设计间歇抽油方式，提高抽油机井的效率。抽油机井间歇工作制度的优化，以油井测试资料为基础，根据变流量试井理论，不改变抽油机井生产的情况下，将存储式电子压力计下到油层中部，连续测试几个间歇抽油的周期，确定合理的间歇抽油时间，确保间歇抽油的工作制度满足单井生产的需求。利用测试的压力恢复资料，获取合理的地层参数资料。为确定合理的间歇抽油方式，并优化生产过程，得到最佳的油井产能。
间歇抽油优化设计，首先对油井进行连续抽油，生产稳定一定阶段后，进行量油测气，得到单井的产量资料。然后，进行间歇抽油一个周期，再进行量油测气，对比两种不同抽油方式下的产量，进行优化间歇抽油周期，对优化间歇抽油方式进行测试，取得产量资料以及液面恢复情况数据，并进行动液面测试，示功图测试，得到一系列的数据资料。优化设计间歇抽油方案，对于优化间歇抽油生产前后的生产数据进行对比分析，选择最佳的间歇抽油方式，更加细化间歇抽油工作制度，通过缩短关井时间，提高单井产量。对于液面恢复缓慢的油井，也可以增加关井时间，待液面恢复后进行抽汲，达到单井生产的能耗与产量匹配，满足油田生产节能降耗的技术要求。
结束语
综上所述，系统效率是动态变化的，它是油井不同工况下的状态值。同一口油井，其抽油参数组合不同，系统效率不同，油井漏失状态时的系统效率要低于正常时的系统效率，而且漏失越严重，其系统效率就越低。同样，抽油井加药前和加药后的系统效率也不同。
参考文献：
[1]李娟.稠油抽油机井功图量化分析技术研究[D].长江大学，2012.
[2]王科科.远程监测抽油机井工况智能诊断技术[D].中国石油大学，2009.
论文作者:王萌秋
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/7
标签：油井论文; 液面论文; 测试论文; 抽油机论文; 井口论文; 效率论文; 时间论文; 《基层建设》2017年第30期论文;