水平井分抽采油技術在曙光油田稠油區塊的應用

李曉龍

（中國石油遼河油田公司曙光采油廠， 遼寧 盤錦 124109）

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水平井分抽采油技術在曙光油田稠油區塊的應用

李曉龍

（中國石油遼河油田公司曙光采油廠， 遼寧 盤錦 124109）

摘 要：在水平井籠統采油過程中，針對水平井水平段端部與根部流動不均的問題，開展了水平井分抽采油技術研究。在水平井水平段腳尖與腳跟不同部位采用相對獨立的兩個入泵壓力系統進行生產，可以避免籠統采油中長距離水平段沿井筒方向阻力形成的壓力差造成水平段端部與根部流動不均的問題，達到水平井相對均勻采油的目的。介紹了水平井分抽采油技術工藝原理、管柱結構及其在曙光油田應用情況。

關 鍵 詞：曙光油田；水平井；分抽采油

水平井是油田開發的一項革命性創新技術，水平井的油藏接觸面積是直井的5～10倍以上［1］，它可以大幅度提高單井產量，實現油氣田的高效開發。但由于地質條件的復雜，油層發育不均，尤其是水平井井筒周圍存在非均質性等因素影響，造成水平段油藏動用不均衡是水平井在開發過程主要問題之一。目前水平井生產過程中均主要采用籠統采油的方式。

由于水平井井筒兩端存在一定的壓差，原油特別是稠油在長距離水平段流動沿程阻力較大，造成水平段端部與根部流動不均，往往導致水平段根部動用較好，端部動用較差，致使水平井產能得不到充分發揮。同時水平井段受邊底水侵影響，若水平段某點突破見水后，由于油水流度比的差異，會較大抑制其它段位的產油能力，造成水平井段水淹，使水平井高含水問題突出，嚴重制約了水平井的開發效果［2］。

1 水平井分抽采油技術

1.1 技術原理

水平井分抽采油技術是在水平井水平段腳尖與腳跟不同部位采用相對獨立的兩個入泵壓力系統進行生產，可以避免籠統采油中長距離水平段沿井筒方向阻力形成的壓力差造成水平段端部與根部流動不均的問題［3］，達到水平井相對均勻采油的目的。

1.2 管柱結構

圖1 水平井分抽采油技術管柱結構示意圖Fig.1 The level of wells pumping technique schematic diagram of column structure

如圖1所示：水平井分抽采油技術管柱主要由阻隔器、篩管、油管、分抽混出泵組成［4］。結合水平段地質資料，采用阻隔器將水平段分成兩段，然后采用分抽混出泵的上、下兩級泵分別對水平段的腳跟部位與腳尖部位進行抽汲，以避免腳尖與腳跟之間的干擾，從而提高水平段的動用程度。

1.3 水平井分抽采油機理研究

為驗證水平井分抽技術的可行性和必要性，開展水平井井筒流體流動狀態研究，明晰水平段流體流動特征、沿承壓力損失及流量變化規律。 依據曙光油田水平井井筒結構和油藏實際特點建立3個模型，分別是水平井流入動態計算模型、水平井筒壓降計算模型、井筒與油藏的耦合模型［5］。根據耦合模型編寫了計算程序，并進行了水平段壓降計算，計算結果為水平段總體沿程阻力達到0.2～0.3 MPa。水平井井筒流量從腳尖到腳跟呈不斷增加的趨勢，在靠近腳尖的位置，壓力變化較小，越靠近腳跟，壓力變化越大。采用分采技術可減少水平段端部壓力損失，產量可以提高15%左右［6］，從理論上證明水平井實施分采技術有增產的效果。

1.4 水平井分抽關鍵技術

稠油水平井分抽混出抽油泵是水平井分抽采油工藝的核心技術，在抽油泵的研發思路上，采用直徑不同的兩臺泵串聯的方式，雙泵單作用結構。在結構設計上，上泵筒直徑大于下泵筒，這樣串聯柱塞可以順利下入相對應的泵筒。泵下端的分流體采用了雙層進液通道，并帶有轉向結構，可根據水平段不同部位的實際的產能差異，調整大泵生產水平段根部或端部。在工作過程中，上沖程時，兩個水平段端部與跟部的液體分別經不同的流道進入各自的泵腔；下行程時，兩泵腔內的液體經各自通道進入油管混合。上、下泵同時進行吸排液，實現分段開采，在泵上端產出的液混合，最終舉升至地面。

由于分抽混出泵設計有兩個密封段，相比普通抽油泵的柱塞與泵筒單摩擦副結構復雜，另外水平井泵掛深度處斜度大，稠油、超稠油粘度高，熱采井井底溫度變化大等客觀影響因素多，柱塞與泵筒的間隙設計尤為重要。經過長時間理論研究和多次室內試驗以及結合現場經驗，設計了合理的間隙配合密封方式，上泵柱塞與泵筒的間隙是0.05～0.08 mm，下泵柱塞與泵筒的間隙是0.08～0.1 mm，滿足了大斜度工況下生產的需要。

2 現場應用及效果分析

2.1 現場應用情況

2013年至2015年，水平井分抽采油技術在曙光油田稠油區塊現場累計試驗7井次，工藝成功率100%，可對比井平均檢泵周期由 191 d 延長到209 d，單井平均日產液由25 m3提高到30.5 m3，日產油由7.1 t提高到8.1 t，平均泵效提高 8.8%，累計增油1 152 t，累計增液8 307.8。有效地解除了水平井水平段動用不均的問題。

2.2 典型井例分析

杜84-大H10是杜99塊的水平井，開發杜家臺蓮花層系，射孔井段1 061.44～1 383.61，油層有效厚度298.3 m。從井溫測試曲線分析，該井水平段腳跟部位動用好，腳尖部位動用差，下泵時，采用水平井分抽混出抽油泵進行分段開采，Φ70/44 mm組合泵下至880 m，阻隔器下至1 200 m，腳尖部位采用大泵生產，以提高腳尖部位的動用程度。措施后，井溫測試曲線平緩，周期產油由上周期的2 039 t提高到本周期的2 265 t，對比增油226 t，油氣比由措施前的0.49提高到措施后的0.55，水平段動用程度明顯改善，生產效果得到顯著提高。

3 結 論

（1）現場試驗表明，分抽混出采油技術可以滿足現場正常生產需求，達到預期設計目標，解決水平井水平段動用不均的問題。

（2）該泵能合理開采油層，控制主力油層產量，發揮非主力油層的生產潛力，能提高油田產量并延長油田穩產期。

（3）充分利用了現有設備，不增加和改變地面設備，具有投資小，見效快，對油層無副作用等特點。

參考文獻：

［1］王鴻勛，張琪.采油工藝原理［M］.北京：石油工業出版社，1989：95-109.

［2］羅英俊，萬仁溥.采油技術手冊［M］.北京：石油工業出版社，1984：72-79.

［3］佘梅卿，祝道鈞，魯獻春.級差式分抽混出泵的研制和應用［J］.河南石油，1994，8（2）：37-46.

［4］田榮恩. Φ83/56型分抽混出泵及配套管柱［J］.石油機械，1993，21 （2）：75-79.

［5］周生田，張琪.水平井水平段壓降的一個分析模型［J］.石油勘探與開發，1997，24（3）：：49-52.

［6］陳家瑯.水力學［M］.北京：石油工業出版社，1980：44-47.

Application of Horizontal Well Pumping Technology in Heavy Oil Block of Shuguang Oilfield

LI Xiao-long
（Shuguang Oil Production Plant of Liaohe Oilfield Company， Liaoning Panjin 124109，China）

Abstract:In the horizontal well production process， research on the horizontal well extraction technology for the horizontal section of horizontal wells and the root flow was carried out. The technology uses two relatively independent pump pressure systems for production in different parts of the horizontal sections of the toe and heel， can avoid the uneven flow of horizontal segment in long distance horizontal section， to achieve relatively uniform horizontal well production. In this paper， principle of the horizontal well extracting oil technology， the structure of pipe string and its application in the oil field were introduced.

Key words:Shuguang oilfield； Horizontal well； Pumping oil

中圖分類號：TE 357

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0416-02

收稿日期：2015-10-03

作者簡介：李曉龍（1988-），男，遼寧本溪人，助理工程師，2011年畢業于重慶科技學院石油工程專業，研究方向：從事油田采油工藝研究與推廣工作。E-mail：315117983@qq.com。