烏爾遜油田低產(chǎn)井出液規(guī)律及間抽制度的研究

王傳玉 （大慶油田有限責(zé)任公司海拉爾石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部）

烏爾遜油田低產(chǎn)井出液規(guī)律及間抽制度的研究

王傳玉 （大慶油田有限責(zé)任公司海拉爾石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部）

烏爾遜油田屬于“三低”油田，其固有的油藏特點(diǎn)，決定了油井低產(chǎn)，水井低注。隨著油井產(chǎn)量下降，地層供液能力與抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)不匹配的矛盾日漸突出，一些井出現(xiàn)間歇出油、供液不足的現(xiàn)象，這部分井采取全天開(kāi)采勢(shì)必造成能源的浪費(fèi)，而且也影響井下抽油泵的使用壽命。采取間抽是改善這種井泵工作狀況和降低油田能耗的有效措施。針對(duì)烏爾遜油田低產(chǎn)井參數(shù)不匹配的矛盾，開(kāi)展了低產(chǎn)井出液規(guī)律及其合理間抽制度的研究，并按照上述方法采取措施后，提高了低滲透油田生產(chǎn)效益，節(jié)約了油田生產(chǎn)成本。

烏爾遜油田；低產(chǎn)；出液規(guī)律；生產(chǎn)制度

1 低產(chǎn)井出液規(guī)律研究

1.1關(guān)井時(shí)地層產(chǎn)液量變化規(guī)律

油井關(guān)井后，井口產(chǎn)液量為零，但是地層中的流體仍然向井底流動(dòng)。地層流出液體全部用于增加油套環(huán)空內(nèi)的沉沒(méi)度高度，由于沉沒(méi)度的增加，井底壓力逐漸增大，生產(chǎn)壓差減小；因此，流入井筒的流量也逐漸減小，油套環(huán)空內(nèi)沉沒(méi)度高度隨時(shí)間增加的幅度也越來(lái)越小。當(dāng)井筒內(nèi)壓力場(chǎng)與地層壓力達(dá)到平衡時(shí)，地層流體停止向井筒進(jìn)液。根據(jù)物質(zhì)平衡原理，關(guān)井期間，井底油層的出液量與井筒內(nèi)使油套環(huán)空內(nèi)沉沒(méi)度上升的液量相等，且由于沉沒(méi)度與關(guān)井時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系變化規(guī)律，對(duì)于1口井而言，油套環(huán)空的截面積是常數(shù)。因此，通過(guò)上述分析可以得出，關(guān)井期間地層出液量與關(guān)井時(shí)間呈指數(shù)關(guān)系，即

式中：QGt——關(guān)井某時(shí)刻自地層流入井筒的瞬時(shí)液量，m3/h；

A——油套環(huán)空截面積，m2；

ΔHt——關(guān)井某時(shí)刻沉沒(méi)度的變化值，m；

1.2開(kāi)井時(shí)產(chǎn)液量變化規(guī)律

抽油機(jī)井開(kāi)井生產(chǎn)階段，井口產(chǎn)液量由兩部分組成：自地層流入井筒的液量；抽汲過(guò)程中油套環(huán)空內(nèi)排出的液量[1]。

1.2.1 開(kāi)井時(shí)地層液進(jìn)入井筒

油井開(kāi)井時(shí)，在一定流壓下，地層流體流入井筒的流量可以用沃格爾方程來(lái)描述，由于井底流壓與油井沉沒(méi)度存在線性關(guān)系，又可以用動(dòng)液面與靜液面高度關(guān)系來(lái)表示：

式中：Qt——地層流體流入井底的流量，t/d；

Qmax——井底流壓為0時(shí)的最大產(chǎn)量，t/d；

H——油井動(dòng)液面，m；

h——油井靜液面，m；

Δt——時(shí)間差，h。

1.2.2 開(kāi)井時(shí)油套環(huán)空排出液量

某一時(shí)間段內(nèi)，油套環(huán)空出液量與沉沒(méi)度下降值的液量相同。為了分析油套環(huán)空出液量的變化規(guī)律，在對(duì)烏爾遜油田不同排量且供液不足的17口井的生產(chǎn)示功圖、動(dòng)液面、產(chǎn)液量、系統(tǒng)效率等數(shù)據(jù)進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)功圖飽滿度最低在17%、最高在43%，平均在27%時(shí)油井出現(xiàn)間歇性出液現(xiàn)象。以烏112-92井為例，通過(guò)監(jiān)測(cè)連續(xù)示功圖發(fā)現(xiàn)，沉沒(méi)度降至22 m、示功圖由飽滿度變?yōu)?6%時(shí)該井間歇性出液（圖1）。油井間歇性出液后系統(tǒng)效率明顯下降，供液不足前系統(tǒng)效率基本穩(wěn)定[2]（表1）。

圖1 烏112-92井示功圖和沉沒(méi)度下降曲線

表1 烏112-92井不同沉沒(méi)度下產(chǎn)量及系統(tǒng)效率測(cè)試

根據(jù)17口井的供液不足和間歇性出液臨界狀態(tài)，確定了烏爾遜油田的轉(zhuǎn)間抽及間抽制度的調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)（表2）。可根據(jù)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)照相應(yīng)泵徑、沖程、沖速及沉沒(méi)度、有效沖程比標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制度優(yōu)化調(diào)整。

2 間抽制度的確定

2.1合理生產(chǎn)流壓

Petrobras根據(jù)油流Vogel方程和已知采液指數(shù)，從幾何學(xué)角度導(dǎo)出油氣水三相滲流時(shí)的IPR曲線計(jì)算公式。某一產(chǎn)液量qL下的流壓pwf為

qL——流壓為零時(shí)的最大產(chǎn)液量，m3/d；

pwf——生產(chǎn)流壓，MPa；

JL——采液指數(shù)，m3/（d·MPa）；

qb——原始飽和壓力下的產(chǎn)液量，m3/d；

pb——原始飽和壓力，MPa；

qomax——流壓為零時(shí)的最大產(chǎn)油量，m3/d；

fw——含水率，%；

Pwfmin——油井最低允許流動(dòng)壓力，MPa；

n——無(wú)因次系數(shù)。

根據(jù)推導(dǎo)出的油氣水三相滲流時(shí)的油井流入動(dòng)態(tài)方程，及給出的合理流壓與飽和壓力和地層壓力之間的定量關(guān)系式，并結(jié)合烏33區(qū)塊的平均地層壓力 12.81 MPa，原始飽和壓力 3.84 MPa，烏115-99井含水25.0%，測(cè)試流壓3.63 MPa時(shí)產(chǎn)液量為1.08 m3/d；烏117-103井含水5.0%，測(cè)試流壓2.67 MPa時(shí)產(chǎn)液量為1.74 m3/d。計(jì)算出JL分別為0.12 m3/（d·MPa）和0.17 m3/（d·MPa）。因此，根據(jù)公式（2）可以計(jì)算出這兩口井不同流壓下對(duì)應(yīng)的產(chǎn)液量（表3）。

表2 烏爾遜油田不同排量井供液不足及間歇出液臨界參數(shù)

表3 烏115-99井和烏117-103井不同流壓下產(chǎn)量計(jì)算

為驗(yàn)證合理流壓計(jì)算方法在烏爾遜油田的吻合性，開(kāi)展了這兩口井量油試驗(yàn)。烏115-99井流壓在2.12 MPa時(shí)產(chǎn)量和系統(tǒng)效率最高，烏117-103井流壓在2.24 MPa時(shí)產(chǎn)量和系統(tǒng)效率最高；流壓在2～3.5 MPa之間產(chǎn)量最大，系統(tǒng)效率最高（表4）。供液能力減低。

液面下降曲線主要有拋物線形和近似直線形兩種，隨著示功圖變?yōu)楣┮翰蛔銧顟B(tài)后，持續(xù)生產(chǎn)的油井會(huì)出現(xiàn)間歇性出液現(xiàn)象。

結(jié)合烏112-92井量油、系統(tǒng)效率監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及開(kāi)關(guān)井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（表5）可以看出，該井最佳啟停機(jī)時(shí)間為71.5 h和11.5 h，生產(chǎn)制度為關(guān)井60 h、生產(chǎn)8 h（圖2）。

圖2 烏112-92井開(kāi)關(guān)井液面變化曲線

表4 烏115-99井和烏117-103井不同流壓下量油及測(cè)試系統(tǒng)效率

2.2間抽井啟停機(jī)時(shí)間

主要依據(jù)開(kāi)關(guān)井液面恢復(fù)曲線并結(jié)合合理流壓來(lái)確定啟停機(jī)時(shí)間[3]。監(jiān)測(cè)烏爾遜油田停機(jī)液面恢復(fù)曲線發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同特征，即液面恢復(fù)不是直線型恢復(fù)，而是曲線型恢復(fù)。當(dāng)液面恢復(fù)到一定值時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，恢復(fù)緩慢，這是由于生產(chǎn)壓差減小，地層

2.3實(shí)施效果

對(duì)低沉沒(méi)度供液不足井實(shí)施轉(zhuǎn)間抽24口井，優(yōu)化調(diào)整間抽制度10口井，在保證總產(chǎn)量不降的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)日節(jié)電2018 kWh，年累積節(jié)電32.8×104kWh（表6）。

表5 烏112-92井不同沉沒(méi)度下產(chǎn)量及系統(tǒng)效率測(cè)試

表6 2015年轉(zhuǎn)間抽及間抽制度優(yōu)化井效果統(tǒng)計(jì)

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

按照每度電0.50元計(jì)算，年節(jié)電32.8×104kWh，折算電費(fèi)16.4萬(wàn)元；同時(shí)降低了低產(chǎn)井檢泵率并延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，實(shí)現(xiàn)年少檢泵2井次，節(jié)約檢泵費(fèi)用10萬(wàn)元。抽油機(jī)單井皮帶耗損量由3.5條/a減少至2條/a，年節(jié)約成本1.8萬(wàn)元。上述共計(jì)節(jié)約生產(chǎn)成本28.2萬(wàn)元。

4 結(jié)論

1）通過(guò)開(kāi)展低產(chǎn)井出液規(guī)律研究，確定了烏爾遜油田低產(chǎn)井轉(zhuǎn)間抽及間抽制度調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)，有效指導(dǎo)了油井工作制度的優(yōu)化調(diào)整。

2）通過(guò)開(kāi)展油井合理生產(chǎn)流壓的研究，結(jié)合監(jiān)測(cè)開(kāi)關(guān)井動(dòng)液面曲線，確定了間抽井啟停機(jī)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)制度最佳化。

3）采取間抽對(duì)烏爾遜油田抽油機(jī)井工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，提高了機(jī)采管理指標(biāo)，節(jié)能降耗的同時(shí)，降低了檢泵作業(yè)費(fèi)用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

[1]關(guān)寧，歐陽(yáng)華章，李華.抽油機(jī)低效間抽井產(chǎn)液變化規(guī)律[J].油氣田地面工程，2006，25（2）:17-18.

[2]楊建華，曹新彩.提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率技術(shù)及應(yīng)用[J].石油石化節(jié)能，2012，2（4）:15-18.

[3]劉合，高甲善.關(guān)于抽油機(jī)井合理間抽制度的研究[J].石油鉆采工藝，2000，22(1):69-72.

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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.005

2016-03-09

（編輯 李發(fā)榮）

王傳玉，工程師，2006年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院（采油工程專業(yè)），從事油田生產(chǎn)技術(shù)管理工作，E-mail：h_wangchy@Petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田海拉爾石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部烏作業(yè)區(qū)，021000。