有杆抽油系统的供排调问题是影响系统效率和油井潜能的根本问题,但以目前通用的技术装备水平,从设计到现场管理的各环节都很难解决。有杆泵智能控制系统针对该问题,整合了信息、自动化、智能化技术,建立了动液面回波的识别模型与计算方法以及配套的计算控制软件,对包括油井动液面、示功图在内的运行参数进行实时监测;对抽汲强度进行实时控制,从而解决抽油系统供排调问题。经现场试验,该技术实现了预期目标,在提高系统效率,延长检泵周期,节约电能等方面都有很好效果,是有杆采油系统优化技术的新发展。
我国有10万多口油井,其中有80%的油井采用有杆抽油工艺,有杆抽油系统的供排调问题是影响系统效率和油井潜能的根本问题,但以目前通用的技术装备水平,从设计到现场管理的各环节都很难解决。优化设计包括两类内容:一是新油井的优化设计,即根据地质部门的预产以及油田长期开发的需要,合理的选择最佳的机、杆、泵组合,并确定抽汲参数;二是老油井抽汲参数优选[1]。在设计过程中,油井配产是重要的约束条件,由于抽汲参数是不连续的,很难做到设计排量恰好等于油井配产,矿场应用中一般使设计排量稍大于油井配产。同时新油井配产也是根据油藏各方面条件给出的期望值,与油井实际产量存在一定差距,有时还可能很大。上述两方面因素的存在使抽油系统在设计阶段已经出现供排不?调的可能性。
随着油藏开发的不断进行,油井产能受到地质特征、油藏管理、采油工程、生产维护等多方面影响,从较长的时期看是一个动态的变量。当油层的供液量发生变化时,就需要对老油井抽汲参数优选,否则,当供液不足时,就会出现空抽现象、使能耗增高。当供液充足时,抽汲强度偏低,就会限制油井的产液量。油井的动液面参数直接反映了地层的供液情况及井下供排关系,是进行采油工艺适应性评价和优化的关键数据之一。目前,受自动化水平和人员成本等多方面因素的限制,国内油田的惯例是按月测试示功图和动液面,综和其它技术数据,确定理论运行参数(如:冲次、转速、排量等),由于数据录取、分析、调整的阶段性,使优化调整表现为事后控制,失去最佳时机;由于现有技术装备水平限制,无论冲程还是冲次的调节都不连续,很难达到理论要求;同时受人为因素的影响,在实际工作中常常出现调参不及时、运行参数不合理的现象,既耗费了人力,也不能达到最佳效果。总而言之,目前的技术手段很难实现有杆泵系统的供排调。长期以来,该问题受到石油界广泛关注。
有杆泵智能控制系统就是针对上述问题研制开发的。智能控制技术包括两个实时概念:①实时监测,即采集井下动液面数据和/或示功图的能力;②实时控制,即通过自动执行机构控制抽汲强度的能力。