“三低”油田油井合理流壓對機采能耗的影響

李春艷（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

“三低”油田油井合理流壓對機采能耗的影響

李春艷（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

在“三低”油田的實際生產中，井底流壓低于飽和壓力的情況下出現了降低流壓后產量不增加反而降低，油井流壓低，泵效低，能耗高。依據油氣層滲流理論及在低于飽和壓力下油井的流入動態進行理論分析及公式推導，同時通過對所選衛11區塊進行試驗數據分析，得出“三低”油田油井流壓與產量的變化關系，確定了衛11區塊油井生產的合理流壓，指導了衛11區塊油井合理生產參數，進一步降低機采能耗，提高“三低”油田開發經濟效益。

流入動態研究 合理流壓 產量 機采能耗

隨著“三低”油田開發時間的延長，低產低效井數量逐年增加，地層供液能力逐漸降低。油井流壓低，泵效低，油井的系統效率偏低，機采能耗高，同時桿斷、管斷作業井數增加，檢泵周期受到影響，但流壓太高，則影響產量。因此，需要對抽油機井流壓及產量關系進行分析，確定一個合理的流壓界限。目前應用普遍的是沃格爾方程和IPR曲線，但是在低滲透油田的實際生產中，井底流壓低于飽和壓力的情況下出現了降低流壓后產量不增加反而降低[1]。為此我們依據油氣層滲流理論及在低于飽和壓力下油井的流入動態進行理論分析及公式推導，同時通過對所選衛11區塊進行試驗數據分析，從而得出“三低”油田油井流壓與產量的變化關系，確定了衛11區塊油井生產的合理流壓，為油井的降低機采能耗及供采協調提供依據。

1 理論依據及公式推導

1.1“三低”油田產能預測公式的推導

根據油氣層滲流理論，兩相滲流產量的數學表達式為[2]：

式中 Ao=2πKHC/ln(RG/RJ)

由于Kro、uo、Bo都是壓力P的函數，根據油氣層滲流理論，Kro/(uoBo)與P關系曲線見圖1。

圖中的Kro/(uoBo)與P的關系在開始時是曲線，當P較大時，趨勢為直線。在一定時期內油層流動可看做是瞬間穩定流動，因此Kro/(uoBo)與Pf的關系同樣符合圖1的曲線關系。

由于Kro/(uoBo)與P的關系在較低流壓時是曲線而非直線，為了找到描述“三低”油田Kro/(uoBo)與 Pf的關系，假定 Kro/(uoBo)與 Pf為冪指數關系，用下式表示：

式中α為常數。（2）式變形后代入（1）式得：

上式即為“三低”油田產能預測公式，n為待定數， A=Ao/(α)1/n。

1.2 “三低”油田合理流壓的確定

根據（3）式求得的合理流壓為：

從而得油井最大產量公式為：

1.3 待定數n的確定

由公式（3）可知，只要知道單井兩組流壓下的產量就可計算出n值。

計算式為：

為減小計算誤差，再根據不同井的n值利用統計學原理求其加權幾何平均值，從而確定某一區塊或某一油田的n值。

2 衛11區塊合理流壓的確定

2.1 依據理論確定衛11區塊合理流壓

根據上述理論方法，我們在衛11區塊選取滿足條件（PS＞Pb＞Pwf）的16口井數據進行計算。該區塊的PS為9.35MPa，Pb為4.7MPa。

為使理論結果更加準確，在計算衛11區塊合理流壓過程中，每口井選取多組數據來求出該井的平均n值、合理流壓及合理沉沒度，對整個區塊n值的選取是根據這16口井的n值利用統計學原理求其加權幾何平均值，從而確定衛11區塊的n值進行合理流壓的計算。衛11區塊理論確定合理流壓結果見表1所示。例舉單井數據見表2。

表1 理論確定衛11區塊合理流壓情況

2.2 現場試驗確定衛11區塊合理流壓

現場對衛11區塊選取滿足條件（PS＞Pb＞Pwf）的9口井進行參數調整試驗，從試驗數據得出該區塊合理流壓為2.98MPa，合理沉沒度為255.11 m（見表3）。

表2 衛1-0-13井合理流壓數據

表3 試驗確定衛11區塊合理流壓情況

單井示例：針對衛1-1-19井，我們從2010年10—2011年8月期間進行了3次參數調整，試驗過程錄取數據見表4。

表4 衛1-1-19井現場試驗數據表

從以上6組生產數據可以看出，當井底流壓高于飽和壓力4.7MPa時，隨著流壓的下降，產量增加；當井底流壓低于飽和壓力4.7MPa時，在流壓為3.85 MPa時取得該井最大產量為23.24 m3/d，之后隨著壓力的繼續下降產量將不再增加反而下降，該井實際生產的IPR曲線見圖2。

3 衛11區塊合理流壓對機采耗能的影響

依據衛11區塊合理流壓研究成果，對衛11區塊抽油機井根據生產動態變化，及時進行機采參數優化調整[3]。共計優化設計69口井，對生產抽汲參數調整55口井，平均泵效提高6.4個百分點，系統效率由優化前的9.9%提高到目前的11.1%，提高了1.2個百分點，平均單井日節電21 k W h；隨作業實施換泵10口井，泵效由優化前的14.8%提高到22.1%，提高了7.3個百分點，系統效率由優化前的8.6%提高到目前的10.5%，提高了1.9個百分點，平均單井日節電35.8k W h；對參數無調整余地且無法保證油井合理流壓，隨作業上提泵掛4口井，系統效率由優化前的6.9%提高到目前的9.0%，提高了2.1個百分點，平均單井日節電40.6k W h。該區塊依據合理流壓值優化設計后，平均單井年可節電24.9×104k W h。

4 結論及認識

1）對于“三低”油田在飽和壓力下生產的油井，通過此方法來指導油井生產將能充分發揮油井的產能。

2）通過理論推導和現場調參試驗得出了確定“三低”油田合理流壓的方法，得出“三低”油田油井流壓與產量的變化關系，給出了衛11區塊的合理流壓范圍為2.2~3.0MPa。

3）在給出某區塊合理流壓的基礎上，油井在生產過程中能夠通過調整沉沒度來調整流壓，即以通過改變抽汲參數的方法來實現。

4）“三低”油田的開發，合理流壓的確定能夠進一步深挖節能降耗的潛力，實現節能與效益最大化。

[1]陳濤平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工業出版社,2002(2):220-236.

[2]翟云芳.滲流力學[M].北京:石油工業出版社,1999(4):91-101.

[3]徐國民,孫慧峰.抽油機井節能設備優化配置研究[J].節能技術,2001,19(106):4-9.

10.3969/j.i ssn.2095-1493.2012.011.015

李春艷，工程師，2002年畢業于東北石油大學（石油工程專業），從事機采綜合分析工作，E-m a i l:c h u n y a n l i@p e t r o c h i n a.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第八采油廠工程技術大隊，163514。

2012-09-03）