范全军，马华锋，刘景霞

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安 716000）

1 油井动液面监测技术原理

油井动液面监测是利用油井套管环空伴生气或压缩气体，通过声爆装置发生气体声爆而产生测试声波，声波沿油套环空传播，经过接箍和液面产生反射回波，微音器将声波信号输入嵌入式ARM系统的井口仪表，ARM进行数据处理，或就地计算动液面值，或数据分包、加密、传输，采用GPRS外网或无线RTU内网传输至后台监控服务器，采用独有的声速计算模型和动液面计算模型进行实时精确和稳定计算，开发大数据分析模型工作于自适应模式，确保一井一方法，实现油井动液面和套压连续实时动态监测。

2 油井动液面监测技术特点

1）基于物联网技术与云架构，本地测量、远程监控、手机APP、多用户应用，实现数字化油田多种接入与组网模式。

2）采用声速计算模型与动液面计算模型等核心技术，动液面高精度与稳定监测。

3）独有的大数据分析模型与自适应模式，满足不同地层生产油井动液面动态监测，实现一井一方法实时计算。

4）固定式、移动式、便携式系列产品适合不同用户的应用。

5）油井动液面监测与间抽控制、液面智能采油控制、不停产二流量试井、钻井试油、油藏动态监测与描述等配套技术和应用，实现动液面连续监测和油井生产等大数据融合应用。

3 基于动液面的间抽控制技术原理

通过油井动液面的实时动态监测，然后通过工频柜联动间抽控制，科学间抽，实现产液量的提高和能源的节约。

4 基于动液面的不停井二流量试井原理

根据油藏水动力学原理，当油井改变工作制度时，将引起井底压力和井周围地层压力变化，压力变化过程反映了地层和流体性质以及井泄油面积的内外边界情况。由迭加原理可知，关井是改变油井工作制度的一种模式，不关井只要改变抽油机冲程冲次（即工作制度），连续监测环空液面变化，即可得到井底压力随时间的变化的分析资料，为油井优化最佳工作制度和最优开发油田提供依据。

5 现场安装使用情况

5.1 基本情况介绍

楼坊坪采油队探79区块其油井主要生产层位为三叠系的长1、长 2、长 4+5、长6、长8、长9和侏罗系的延8、延 9、延10。目前，探79区块生产油井动液面监测，楼坊坪采油队使用手持式回声仪进行动液面人工采集，1月进行一次液面数据采集，采集费时费力，效率低下，动液面数据完全无法融入动态分析，也不能为油田开发和工作制度调整（间抽）提供有效的信息。项目试验的目的在于针对楼坊坪采油队探79区块试验，应用西安海联石化科技有限公司油井动液面连续监测仪表和系统进行油井动液面连续实时监测，试验与验证油井动液面监测仪表系统的适应性和动液面监测效果，基于动液面的智能间抽与智能液面控制，以及基于动液面的不停井二流量试井技术应用效果。

油井动液面远程监测仪安装在楼坊坪采油大队探79区块，每日测试4组数据，目前安装50台动液面远程监测仪上线50口，现场安装效果如图1、图2所示；连续运行18个月，每台设备每日至少测试4组数据，截至目前已经测量10万余条测试波形曲线。

图1 吴28-19井组现场

图2 吴28-75井组

50台仪器分布在17个井组里，分别是：吴28-13井组（5台），吴28-19井组（4台），吴28-20井组（3台），吴28-22井组（1台），吴28-30井组（2台），吴28-34井组（4台），吴28-38井组（3台），吴28-46井组（3台），吴28-57井组（2台），吴28-75井组（4台），吴28-84井组（5台），吴28-102井组（2台），吴28-80井组（1台），吴28-11井组（1台），吴28-122井组（4台），吴28-56井组（4台），吴28-70井组（2台）。

5.2 测试频率的设置

油井动液面测试频率（测试时间间隔），依据油井油藏特点和油井采油工作状态，以及油井动液面监测仪工作特点确定。在吴起采油厂楼坊坪采油大队探79区块，可参照长庆油田采油九厂、采油三厂的动液面监测经验，6h监测一次，每天24h监测4组动液面变化数据，确保每天一班8h至少有1组动液面变化监测数据。

5.3 层位区域优选

根据区域地质资料，该区域存在13个油组，其中延8、延9、延10和长1、长2、长4+5、长6、长8、长9、长10等油组有油气显示。根据开采现状图，主力开发层为长1、长2、长6三个油层，同时也是注水开发的单元区块，要从标准化管理向精细化管理转变，不但要设置更合理的工作制度（间抽），同时能监测液面变化也是一举两得的事情，所以主要选择生产层为长1、长2、长6的油井这三个区块的开发提供一定的助力。50口井长1选择20口，长2选择16口，长6选择10口，长4+5选择2口，长8、长9各选择1口，油井监测范围也尽量照顾开发区块的形状。

6 取得的认识和应用建议

6.1 对于基础数据采集的意义

采用特定频率次声波、信号频域处理和声速模型与算法及自适应模型，对提高油井动液面监测准确性和可靠性至关重要，实现了改变了传统测量方法，实现数字化、智能化；

6.2 对于间抽调整工作的意义

油井动液面、套压连续实时监测，确定地层供液能力和抽油泵的最佳沉没度，制定合理的间抽周期，实现最佳抽油冲次控制，对提高油井产量和抽油效率具有重要作用，实现了间抽方案调整的合理化、科学化，节省了现场摸索时间成本。

（1）经过本项目的实施总结了利用动液面监测仪进行间抽制度制订的具体方法，包括最佳沉没度的确定方法，根据启抽时间和停抽时间确定工作制度的方法，并进行了验证，证明有效。

（2）同时根据观察，本区块特点在于日产液量大于2m3，沉没度在长开状态下大于50m的井，不能间抽，间抽会造成动液面快速上升，含水率快速升高。

（3）对于试井测试的意义。通过对同一口井使用的二流量测试技术和关井压力恢复测试技术进行对比，获得成果如下：①采用二流量试井，可以用不关井测试方法获得与关井压力恢复相同的结果，两种解释结果差别较小，减少因关井测试所造成的产量损失，同时，节约了提泵作业费用。②通过分析地层油藏情况，总结出了适合一套该区块的二流量测试方案和选井标准，对后续的单井不稳定试井工作有极大的参考意义，可推广至全厂进行验证。

（4）对于地层油藏分析工作的意义。通过安装区块化安装动液面监测仪，通过日常监测结果和多井的二流量试井结果，可以对地质、油藏进行一定分析，对生产工艺的优化具有指导意义。

（5）对于油井日常监测管理的意义。油井动液面连续实时监测与油田数字化平台融合，将井场生产油井动液面监测数据实时接入油田数字化平台，油井数据融合与综合动态分析，充实生产动态分析数据，实现精细化管理，加快油井工作制度调整与地层情况变化相适应的工作；转变动液面管理方式，实现井筒液面突涨的预警预报工作，尽早发现套破井和液面突变井。

（6）加大油井动液面连续监测区块化的应用。加快人工测量液面到数字化测量的液面的采集方式转变，加快工作方式的改变，从测量数据转变为分析研究数据为主要工作内容。

（7）对于沉没度太高的油井，可以对其调整泵挂。

（8）加快基于动液面智能间抽控制推进，实现智能间抽，建设数字化油田。

在现有的试验基础上，对低产井和低沉没度井推广基于动液面智能间抽控制。

（9）扩大基于动液面不停产二流量试井的应用。利用基于油井动液面监测二流量不停产试井替代压恢测试试井，扩大应用范围，逐步代替压力恢复测试，节省试井测试成本。

7 结束语

1）通过油井动液面连续实时动态监测，生产人员能够根据动液面确定最佳沉没度和采油周期，以及最优油田开发工艺，实现油田生产精细化管理。

2）依据实时动液面合理设置采油工艺或通过工频柜联动控制，科学间抽与智能控制，降低采油设备维护费用。

3）动液面测试方法及自动监测设备，提高了油井资料录取准确率及测试效率，为油田开发提供更加准确、可靠依据，指导开发工艺优化，提升油井投出产出效率。