稠油高含水區塊螺桿泵冷采技術探索與實踐

劉佩衡(遼河油田分公司鉆采工藝研究院, 遼寧 盤錦 124010)

稠油高含水區塊螺桿泵冷采技術探索與實踐

劉佩衡(遼河油田分公司鉆采工藝研究院, 遼寧 盤錦 124010)

遼河油田稠油區塊多，經過多輪次注汽生產，地層壓力下降，含水增高，油汽比降低，部分油井停關，嚴重影響區塊的開發效益。稠油區塊冷采技術能夠節約成本，節省注汽費用，提高原油的商品率。冷采技術不需要注汽，增加油井生產時率，節能效果明顯。

遼河油田;冷采;稠油;開發;經濟效益;油汽比

1 螺桿泵冷采機理研究

我們都知道螺桿泵和抽油機生產采用不同的生產方式，在兩種方式對比情況下，吸入口的壓力變化不同。為了研究生產井井底壓力的分布情況，我們選用黑油模型，結合數值計算進行模擬，通過多組數據我們都得出同樣結論，抽油機生產對井底流壓影響大。稠油包含成分較多，瀝青膠質、石蠟含量大這些物質具有非牛頓流體性質，粘度大小受剪切力影響而變化。當稠油不流動的時候恢復原來的結構，再次流動需要啟動壓力，粘度隨之增大。這種性質直接影響波及系數和掃油面積，直接導致采收率下降。要想提高采收率必須在其流變性上下功夫。保持井底原油連續流，防止出現靜止，再流動出現的原油粘度增加。抽油機井在生產過程中，運行到上沖程的時候近井帶原油向井筒流動，抽油機運行到下沖程的時候，原油出現靜止，產生周期性流動性質。每個周期的往復運動都需要一定的啟動壓力。從滲流力學角度推理，出現多項流的情況，造成共同流動的相互干擾，增加了流動的粘滯力，產生阻效應和毛管阻力。減緩稠油流動性。螺桿泵在運行的過程中是連續抽吸，能夠保持原油形成穩定的流動狀態。原油啟動壓力保持后，原油流動的前緣帶溶解到原油帶中，因此保證了連續流動能力，這種狀態下的優勢明顯，客觀上防止了地層水的錐進，形成我們通常所說的活塞驅動，在驅油效率和掃油面積上增加，提高了單井產量。

2 螺桿泵生產過程中的影響因素

過盈量對螺桿泵工作特性的影響。過盈量將直接影響螺桿泵工作特性。過盈小會降低舉升能力，而過盈大會增加定、轉子間的摩擦，降低效率。轉子轉速的影響。轉速的提高，在同一舉升高度條件下，泵的容積效率升高；在同一容積效率條件下，泵的舉升高度增加。舉升介質的影響。介質溫度、粘度對螺桿泵特性都會產生影響，溫度、粘度升高，螺桿泵容積效率也隨之提高。

3 螺桿泵冷采在稠油生產后期的應用

我們通過螺桿泵的研究，螺桿泵能否實現冷采稠油，客觀上需要兩個條件，首先區塊保持一定的地層壓力，近井地帶能夠形成壓差，原油啟動能夠獲得必要的能量。保持原油形成連續的流動帶，壓差過大，造成斷流，壓差過小，原油粘度大，形成不了有效流動。其次是經過多輪注汽后，原油粘度下降，能夠流動。粘度過低，接近地層水，滲流差異性體現不出來，效果就會變差。螺桿泵應用范圍的選擇是螺桿泵成功的主要因素，邊水驅動油藏、水驅稠油油藏是首選。

（1）選井條件 一是稠油生產井經過10輪以上的注汽，井底具有一定溫度，在這個溫度下原油能夠流動，經過抽吸輸送到地面。二是具有一定的飽和度，油井采出程度控制在40%以下，具有一定的可采儲量。三是地層具有一定的能量，在抽油機生產的情況下，至少有200米以上的沉沒度，使井底原油流動具有足夠的啟動壓力。四是原油粘度小于10000mpa·s。五是縱向上油油層滲透率差異不能過大，對高滲出水層，在實施螺桿泵采油的時候，應該進行有效的封堵措施。

（2）螺桿泵選擇和設計 我們在工程方案設計的時候，盡量把泵下深，稠油油藏一般下到油層上界，井況允許，沒有出砂史的井也可以下到油層中下部位。側鉆井下到側鉆以下部位。供液能力不足的油井采用負壓螺桿泵抽吸采油，設計排量通常采用抽油機井生產時候的周期平均日產水平。根據生產含水和液面的變化，通過變頻調整排量，確定合理的生產參數。

（3）現場應用情況 我們通過已經運行的螺桿泵進行統計，單井日產油基本保持不變，液量下降10方，含水下降10%～11%，日節電60kW·h。見到增油效果是未見到增油效果井的2倍。通過分析我們認為，增油明顯的多集中在單層厚度大、壓差大、含油飽和度高的區域。這種現象主要是因為稠油在注汽生產過程中，由于蒸汽的超覆作用，造成縱向上動用不均勻，注汽回采后，形成水侵通道，水淹嚴重，縱向動用效果差。致使油井液量高，含水增大，周期產油降低。使用螺桿泵冷采避免了水的侵入，增加了原油的流動，減緩了水侵的干擾，表現出螺桿泵的生產效果就是液量降低明顯，日產油增加，含水大幅度下降。未見到明顯效果的區域，主要是因為含油飽和度低，多輪次的開采，井底剩余油減少，表現出的生產效果表明，使用螺桿泵液量、日產油、含水和抽油機井生產效果相當。個別螺桿泵井因為地層壓力過低，日產水平低于油機井生產水平。所以螺桿泵選井要充分考慮區塊的生產特點，嚴把選井條件，才能收到良好的效果。

4 結語

遼河油田近年來通過實施螺桿泵采油技術，顯現出明顯的優勢。螺桿泵體積小、節能效果明顯，噪音低等特點。減少作業費用和稠油熱采費用的支出，節省了環保費用的投入。遼河油田生產區塊地質條件復雜，油水同層，生產后期層間干擾明顯，導致油井含水大幅度上升。不少油井由于受地面條件限制，井斜大，管桿偏磨嚴重，抽油機井生產，檢泵周期頻繁。區塊激動出砂嚴重，沙卡沙埋現象時有發生，含蠟量高，油井熱洗清蠟費用高，這些都給螺桿泵應用帶來廣闊的前景。螺桿泵節省了一次性投資，螺桿泵投資成本為抽油機投入的三分之二左右。由于螺桿泵負荷小，節約電費支出明顯。是耗能最小的機采設備。螺桿泵驅動簡單，驅動裝置部件少，維護方便，維護費用是抽油機井的十分之一。稠油生產后期采用螺桿泵生產，能夠起到穩油控水的作用。目前遼河油田稠油井含水基本都在80%以上，經過多輪次的注汽開發，地下形成一定的溫場，螺桿泵為稠油后期開發提供了技術保障。

[1]金吳健.單螺桿泵使用中的幾個問題及解決方法[J].水泵技術,2002，(04).