低渗油田单井产量低，耗电量高，对低产油井实行间抽是降低吨液耗电量的主要技术手段之一。针对研究油田严重供液不足井常规间抽制度耗电量高的问题，通过IPR与OPR曲线和动态液面监测相结合制定合理间抽周期，对偏远井采用四种模式油井进行不停井间抽规模试验。现场试验结果表明，平均单井产液稳定，单井日节电55 kWh，节电效果明显，且降低员工频繁启停井工作强度。

1.抽油机井吨液耗电情况

研究油田是低产低渗透油田，平均单井日产液4.4t，平均单井日产油1.2 t。进行产量、功图、液面、系统效率等参数的测量，并按功图分析结果类型进行分类。供液不足井是吨液耗电量升高的主要原因，通过改善供液不足井的抽汲条件，可最大程度将吨液耗电量由48.7 kWh降低到36.1 kWh。

要通过示功图来分析泵效，首先根据抽油杆柱动态微分方程将地面示功图转化为泵功图，通过对泵功图分析而得到柱塞的有效冲程，柱塞有效冲程与光杆冲程的比值即为泵效。计算得到泵功图后行归一化处理。按等位移取值，并将位移、载荷数据归一化，具体处理方法如下：

式中：ｕ′ｉ为无量纲位移；ｕ_ｉ为位移，ｍ；ｕ_ｍａｘ，ｕ_ｍｉN分别为位移的最大、最小值，ｍ；。ｆ′_ｉ为无量纲载荷；

ｆ_ｉ为载荷，ｋN；ｆ_ｍａｘ，ｆ_ｍｉN分别为载荷的最大、最小值，ｋN。

通过泵功图上各点斜率的值来确定阀的状态。理论上，固定阀开闭点应在上载荷线附近，而游动阀开闭点应在下载荷线附近，且开闭点处的斜率应等于零。为了消除现场的影响，取前后两点的斜率之和作为判别标准，并且取一个阈值。具体判别方法为：当前后两点斜率小于2.0时，为固定阀开启点；当前后两点斜率大于－1.5时，为固定阀关闭点；当前后两点斜率小于1.5时，为游动阀开启点；当前后两点斜率大于－0.8时，为游动阀关闭点。柱塞有效冲程为游动阀或固定阀开闭点对应柱塞位置之差的绝对值中较小的一个。

2.严重供液不足井问题分析

研究油田抽油机井中采取间抽生产占总数的76.6%。该生产方式不仅能够节能降耗，而且能够保证供采协调关系，提高油田开发质量。但在实践过程中发现，在制定间抽开采制度时，由于缺乏理论指导，导致间抽开采制度不合理，抽油机井依然出现供液不足的问题。主要表现为：开井时间长；开井时机过早或过晚；开关井频率高；开井时将抽汲参数调整不合理，为方便生产管理采用统一固定的间抽制度等，无论是在挖掘生产潜力方面还是在节能增效方面都存在着不合理性。

3.对策实施及效果

3.1 智能间抽控制系统的实现

在油田数字化平台的基础上开发了一套油井智能间抽系统。该系统将数字化系统采集得到的示功图转化为泵功图，根据泵功图对泵工况进行诊断，对工况为供液不足的井转为间抽模式。对间抽井提出了根据泵效的大小来确定间抽的时间。该系统在2个数字化丛式井组中进行应用，结果表明该系统起到了很好的节能降耗的作用。根据泵效η₁的大小来对油井实施间抽，当计算得到的泵效小于10%即间抽。油井间抽的时间确定方法：①2h后启动抽油机进行抽油，采集地面示功图后停机，按②③④步运算；②由地面示功图按前述的泵效计算方法计算泵效η₂，从而得出有效冲程恢复速度为η₂－η₁，即得到2ｈ的有效冲程恢复大小；③取恢复的最大泵效为60%，最小泵效为10%，计算大致的停抽时间为0．5S－1；④当η₂＞60%时启动抽油机，当η₂＜10%时则停止抽油，直至停抽时间比停止时间多2ｈ时再次启动抽油机，该时的停止时间大于2ｈ，从而训练出一个合适的间抽时间，以后按该间抽时间进行抽油。基于上述理论在油田数字化平台的基础上开发了间抽井智能控制模块，利用数字化平台采集得到的示功图数据，计算分析得到泵功图，根据泵功图首先对泵工况进行诊断，如泵工况出现故障则停机且自动报警，如出现供液不足的情况则转入间抽模式。

3.2 合理制定抽油机井间抽周期

根据油层参数、生产参数绘制油井流入与流出动态曲线，以此确定合理的开关井时间，确保油井供采协调，消除严重供液不足。以间歇采油前后产量不降为条件来确定开关井时间，依据IPR和OPR曲线确定油井的合理流压区间（从a到b），a点为合理流压上限对应间歇采油开井时刻，b点为合理流压下限对应间歇采油关井时刻（图1）。

图1 IPR与OPR曲线

关井时间计算：以井底流压公式为指导，以合理流压区间为边界条件，对公式（1）进行积分求解，则可得到对应地层条件下的间歇采油关井时间，此阶段为关井液面恢复阶段，储备多少能量由关井时长决定，关井时长由公式（1）求得：

（1）

边界条件为

开井时间计算：以井底流压及产量公式为指导，以合理流压区间为边界条件，可得到对应泵径、冲程、冲速下的间歇采油开井时间，此阶段为开井油井生产阶段，液面逐步下降，减少多少能量由开井时长决定。抽油机井液面深度是计算开关井时间的重要数据。以往计算开关井时间所使用的液面值是应用普通液面测试仪测试的月度值，由于录取资料的瞬时性将导致绘制的流入流出动态曲线，以及代入公式计算出的结果存在一定的误差 。为了更加全面地掌握油井各参数变化情况，从而使间抽开关井时间计算更准确，应进行连续液面监测，连续采集液面变化，形成曲线，更直观、准确地了解在生产过程中液面的动态变化，为调整合理抽油机抽汲参数，制定间抽制度提供准确依据。

图2  A井停井时液面上升趋势曲线

图3  A井开井时液面下降趋势曲线

3.3偏远井实施不停井间抽

在间抽实施过程中存在以下问题：员工启停机工作量大；由于员工少，单井用人由0.45人下降到0.39人，人员不足的矛盾突出；受雨雪季节、道路等影响，偏远油井执行间抽制度比较困难。因此，对部分抽油机井采取安装间抽型多功能调速控制配电箱方式，实现不停井间抽。间抽型抽油机多功能调速控制配电箱基本原理：以变频控制装置为基础，通过辅助控制器发送控制指令，控制电动机运行，实现抽油机井曲柄小范围往复摆动运行模式。该装置工作时采用曲柄摆动运行与整周期运行相结合的方式，通过配电箱设定合理的运行时间和曲柄摆动角度，使低产井供排关系趋于合理，能够实现间抽井连续、安全、稳定、高效生产。

现场选取进行跟踪摸索，以30研究in为1个周期间抽制度下摸索出4个周期模式：整周期运行5研究in，曲柄摆动运行25 研究in，摆动角度15°；整周期运行10研究in，曲柄摆动运行20研究in，摆动角度15°；整周期运行15研究in，曲柄摆动运行15研究in，摆动角度15°；周期运行20研究in，曲柄摆动运行10研究in，摆动角度15°。

表1 不停机间抽制度情况

通过对四种模式共207口井的现场试验数据进行分析，平均单井产液基本稳定，平均单井日耗电量由166 kWh降低至111kWh，平均单井日节电55kWh。多功能调速控制配电箱节电效果明显，降低间抽井管理难度和人力成本，员工安全得到保障，减小频繁启停井工作强度，可全天自动执行间歇采油。

4.结论及认识

参考文献

[1]于小明，何贯中，金英兰．抽油机井间抽制度合理性研究[J]．大庆石油地质与开发，2016，25（4）：78-79．