可控式无人值守井场配套技术研究与应用

蒋志勇 景文杰 马腾 韩利宝

摘要：自2009年数字化建设以来，可控的无人值守井站是提高生产效率、降低生产、人员成本的重要手段，它能够有效改变员工原有的工作状态和工作模式，实现油田转型发展。本文从目前无人值守井场还存在很多问题，主要表现的几个方面进行了介绍。

关键词：可控 研究 应用

一、方案实施过程

依托数字化平台，对目前可控式无人值守井场存在的八个方面的瓶颈问题深入分析研究，提出解决方案。

1、油井动液面测试

研发了油井动液面自动监测设备，实现动液面的自动在线监测，降低人工动液面测试的劳动强度，同时加密了动液面的测试频次。

1.1 结构组成

动液面在线监测设备由井口连接器、排气阀、消音器等组成，通过反射油管接箍波测得声速，进而测得液面位置。

1--2寸井口连接器，2--排气阀，3---井口连接器锁紧螺母，

4--天线，5--消音器，6--电源线进线口，7--防爆接线盒

图2-1 动液面线监测设备结构

1.2 工作原理

动液面在线监测设备采用回声法测试原理，在具有一定压力的套管气作为发声源来产生声波，声波在油管和套管的环空空间向下传播过程中，遇到油管接箍和油气界面后均会产生一定频率的反射波。反射波由井口连接器的微音器接收后，转换为电信号传输给滤波电路板，再由滤波电路板对测试数据进行一系列的滤波、整形等处理，最终把测试数据传送到监控室并绘制出测试曲线进而计算出液面深度。

1.3 技术实施过程

动液面在线监测设备通过三通接头与套管连接，抽油机配电箱供电，实施每2小时一次的动液面密闭测试，测试结果通过井组RTU实现信号传输，由油田内网传输至终端客户端，实现网页浏览和报表生成。

当套管压力大于0.3MPa时，RTU控制器通过对外电磁阀发出打开指令，产生声源，同时RTU控制器模块通过微音器采集声波信号，经过处理分析后通过数据通讯模块发送中心进行运算。

当套管压力小于0.3MPa时，RTU控制器控制微型气泵开始加压，并通过微型气瓶进行储气，当微型气瓶压力达到1MPa时，开启对内电磁阀发声，同时RTU控制器模块通过微音器采集声波信号，经过处理分析后通过数据通讯模块发送中心進行运算。

2、油井防蜡

研制了地面电磁防蜡器，实现了地面管线与井筒的双向防蜡，降低人工热洗和加药的劳动强度。

3、套管阴极保护管理

研发了套管阴极保护在线监测系统，实现阴极保护运行参数的远程监控和报表生产，减少了人工定期巡查及参数录取的工作量，方便管理。

二、现场应用情况及效果分析

1、单项技术应用情况及效果

1.1 油井动液面在线监测技术

在柳139-14井组（8口井）和五里湾二区柳82-49井组（3口井）中安装动液面自动在线监测设备，并利用无线宽带内网实现远程传输及数据监控。

从基本平稳时监测的数据看，与前期人工手动测试对比，偏差在2.87%，能够满足现场生产需求。

1.2 地面电磁防蜡技术

在吴464区块开展了地面电磁防蜡器试验，共安装单井电磁防蜡器2套、井组电磁防蜡器5套。对11口油井进行连续跟踪，停止加药、热洗等清防蜡措施，试验前后对比，平均热洗周期由原来的35天延长至141天，年减少热洗费用15.1万元。

1.3 套管阴极保护在线监测技术

在五里湾二区20个井组开展了阴极保护在线监控技术试验，目前已全部上线运行，能够准确监测电流、电压等运行参数，能够实现运行时率的自动计算，减少了人工参数录取工作量。

1.4井场凝析油自流回收工艺

在五里湾一区柳87-40、柳84-41两个井组进行试验，凝析油回收率在60%以上。

目前井场自流式凝析油回收工艺已在13个作业区成功推广，共应用井组凝析油回收装置532个井组，凝析油的日均排放次数由安装前的3.2次降低至1.2次，日均排放量由安装前的4.2ml降低至1.2ml，有效降低了人工排放凝析油的劳动强度和安全风险。

2、技术集成应用及效果

（1）经济效益

通过配套技术的集成应用，节省了人工动液面的工作量，节省了岗位员工人工凝析油排放、日常巡井的工作量，可实现无人值守，可节约生产成本9.27万元。

油井动液面在线监测：38元/次·口×3口×24次=2736元

井场无人值守：90000元/人

（2）社会效益

降低了岗位工人进行凝析油排放、技术人员进行动液面的安全风险和劳动强度，有效提高了无人值守井场的管控水平。

五、结论

（1）设计研发了油井动液面、系统效率在线监测设备，实现了油井动液面、系统效率、耗电量等关键参数在线监测，降低人工测试劳动强度，同时为生产井的技术优化调整提供了准确、可靠依据。

（2）地面电磁防蜡设备具有较好的防蜡效果，可在我厂吴464、吴433、杨66等结蜡严重区块进行规模推广应用。

（3）开发了套管阴极保护在线监测系统，对数字化视频监控系统进行升级改造，创新应用低照度高清一体化摄像技术，替代人工井场巡查，为数字化无人值守奠定了基础。

（4）设计了井场凝析油自流式回收工艺，实现凝析油的自动回收，降低人工排放的安全风险。

参考文献：

[1]石油规划设计，对长输管道阴极保护管理体制改革的建议，胡士信，1994，第5期，第5卷。

[2]唐明华油气管道阴极保护北京石油工业出版社1986，604