油井液面测试仪评价方法探讨

2017-09-18张昊孙健汪勇陈万有

中国设备工程 2017年17期

张昊，孙健，汪勇，陈万有

(1.长庆油田设备管理处,陕西西安 710018；2.长庆油田第二采油厂，甘肃庆阳 745100；3.长庆油田第一采油厂，陕西延安 716000；4.长庆油田第一输油处，陕西西安 710018)

油井液面测试仪评价方法探讨

张昊1，孙健2，汪勇3，陈万有4

针对长庆油田液面测试仪选型采购过程中存在的不足，创造性地开展了厂家现场对比测试评价活动，搭建了厂商与用户的交流平台，加深了有关各方对相关仪器、技术及标准的了解与掌握，明确了下一步的发展方向，为油田今后石油测试类仪器的采购配置工作提供了方法和借鉴。

动液面；液面测试仪；双频道井深测试仪

1 背景目的

动液面是指油井稳定生产时，在油套环空内测得的从井口到液面间的距离。它是反映油井地层供液能力的重要指标，被喻为油井的“脉搏”。及时测试掌握油井动液面，合理调整抽油泵沉没度、稳定吸入压力，是提高采收率、保证油田稳产增效的重要措施。长庆油田油井多、分布广，动液面测试难度大、工作量大、成本高、周期长、人工分析资料不及时，影响井筒管理水平。近年来，长庆油田先后采购国产各型油井液面测试仪逾千台（套）。使用过程中，出现了各种问题，与产品销售时宣称的技术性能和使用寿命有较大差距。

2 结构原理

液面测试仪一般由主机和井口连接器构成。按主机功能分为综合测试仪、双频道井深测试仪等；按操作分为自动测试仪、手动测试仪等。井口连接器分为敲击型、扳击型和气压型等，敲击型又分为高压、高能，氮气和套管气两用等；气压型又分为高能、气压组合、气体组合等。

测试原理是通过井口连接器产生声波，沿油套环空向井底传播，遇到井口、音标、接箍、液面时均将产生反射波信号，被井口连接器上的微音器采集后传送至主机进行数据回放、放大、分析、处理后，可分别采用接箍法、音标法计算动液面深度。长庆油田许多井下都没有安装音标，计算液面普遍采用接箍法。

3 性能对比测试评价

长庆油田创新液面测试仪性能评价方法，主要从性能和价格两个大的方面进行对比测试、分析、计算。

3.1 性能对比测试

按照“适配、优购”的原则，长庆油田在采油二厂采油井场组织召开了液面测试仪对比测试评价活动，以验证油田普遍采用的液面测试仪实际使用效果是否与各厂家宣传的性能一致。

3.1.1 参评厂家及测试仪器

邀请国内七个液面测试仪厂家（见表1），携带参评仪器参加油井动液面测试现场比武。各厂家还展示了所研发的其它新型液面测试设备。

表1 各厂家参评主要液面测试仪器一览表

3.1.2 比赛规则

（1）厂家自带参评仪器。（2）按照SY/T 5875要求，参评设备可自由选择压缩氮气、套管气等发声方式。（3）测试前须停运抽油机。（4）每次测试、计算、回放或打印不超过15分钟。（5）规定时间内，连续测量1～3条液面曲线，取液面深度平均值作为最后测试结果。（6）厂家按接箍法计算液面深度和声速，根据所测液面深度和声速反算出音标深度，再与实际音标深度对比，该方法要求单节油管长度一致。（7）每种组合测试结果资料可回放到计算机或者直接打印，测试完毕后交给裁判进行评比。（8）测试时，要求操作人员劳保上岗，一人操作、一人监护，严格执行操作规程，如有违章操作取消参评资格。（9）承办方在主办方的监督下，对所有参评（含备用）测试仪器，均不采取额外的减振措施。

3.1.3 评分标准及评委

根据SY/T 5166、JJG（石油）10-2000、SY/T 5875、Q/SYCQ 0051和《动液面测试仪性能对比测试评分表》（见表2）等标准。抽调油田内部10位专家担任评委。

3.1.4 测试选井

油井动液面测试选井有大斜度、高含气、有音标、无音标等类型。比武测评时分别临时抽签一口作为测试井。

一是比较测试仪器准确度选井。选择三口标准井，要求直井；井内干净无异物；套压小；动液面1500m左右；设定位置一般1000m左右或以所选井的位置为准下入回音标，要求音标实际深度准确无误。

二是比较测试仪器灵敏度选井。按照灵敏度影响因素选择具有代表性的难测井，其它影响因素要相近，以增强测试结果可比性。同时选择安装有回音标，要求音标实际深度准确。

（1）考查不同套压及其套压波动对测试结果的影响。按照不同套压各选一口井，要求:①套压≤2．0MPa；②2．0＜套压≤3．0MPa；③套压＞3．0 MPa。（2）考查不同动液面对测试结果的影响。按照不同泵挂范围各选一口井，要求：①1500m以下；②1500（含）～1700m；③1700（含）～2200 m；④2200m（含）。（3）考查不同井斜角对测试结果的影响。按照不同井斜角各选一口井，要求：①直井；②0°＜最大井斜角≤30°；③30°＜最大井斜角≤60°；④60°＜最大井斜角＜90°；⑤水平井。

3.1.5 测试准备

发布通知，由主办方组织各方做好准备工作。承办方要做到油井生产稳定，油套环空及井壁无蜡和油污等粘附，套管阀门开启灵活，套压表量程合适、精度不低于0．5级；套管头易于装卸仪器和操作；检查井下管柱结构资料是否齐全，熟悉井口流程及工作制度；提供笔记本电脑、打印机各一台。厂家自行准备参评仪器及用品，确认所选参评仪器基本结构及性能参数，做好检查维护、充电等；编制好评比测试操作规程并进行排练。

表2 动液面测试仪性能对比测试评分表（有回音标油井测试准确度；无回音标油井测试设备抗干扰能力）厂家：井号：得分：

操作规程应包括操作步骤；分析计算步骤；日常维护保养工作及安全注意事项等内容。

3.1.6 测试情况

本次比武测评，以测试仪器的准确度、灵敏度、重复性、抗振性等性能为主，分为两个阶段。第一阶段（现场采集油井动液面数据）：厂家技术人员分别在5口油井上进行35次测试，7个厂家合计测试105次。共14个采油单位部门60名人员进行了观摩。第二阶段（室内分析评比）：厂家测试技术人员将现场采集数据在室内进行分析，计算出动液面深度和音标深度，再与实际音标深度进行对比、计算出测试误差，然后由评委根据《评分表》分别对各厂家的测试误差进行量化打分、综合排名。

3.1.7 测试评比结果

经过7个厂家紧张有序的角逐，最终厂家一、厂家四、厂家三生产的仪器测试准确度、灵敏度相对较高。厂家一生产的双频道井深测试仪准确度最高，被推荐作为长庆油田动液面测试仪的供货厂家。