橋式采油裝置在曙光油田的應用

王書慧

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橋式采油裝置在曙光油田的應用

王書慧

（遼河油田公司曙光采油廠， 遼寧 盤錦 124109）

為有效解決稠油油藏蒸汽吞吐生產過程中各層系合采油井層間相互干擾矛盾，使各油藏間的采油潛能得到最大發揮，研制了橋式采油裝置 ，以兩層分采主體技術，現場應用達到了預期效果，并根據不同的油藏條件研制了橋式采油系列裝置，在使用液壓封隔器可實現油井三層以上分采。2015 年在遼河油田公司曙光油田首次成功開展3 口井現場試驗，效果顯著，為曙光油田蒸汽吞吐開發區塊，油井多層分采提供了新的技術手段。

橋式分采器；籠統合采；分層采油

曙光油田稠油油藏, 由于層與層之間存在著物性的差異, 從而導致多輪注汽生產后油藏動用不均, 高、低滲透層矛盾突出, 相互影響, 互相干擾[1], 主要表現在注汽及開采環節高滲層重復吸汽, 造成注入蒸汽的浪費, 而低滲層無法有效動用。在采出環節由于高滲層壓力低、含水相對較高, 抑制了中低滲透層的生產。這種矛盾在多層開采的新、老層之間表現尤為突出, 由于老層的干擾, 使新層無法正常生產。這種高低滲透層、新老油層之間的矛盾是非均質稠油油藏注蒸汽開采的中后期普遍存在的問題,也是必然存在的問題。這種矛盾的存在是影響油藏動用程度的主要因素。在注入階段主要采用的是配注式、選注式的注汽方式。而在采出階段沒有相對完善的選層開采技術措施。在實際開采中為防止出現倒流現象，在開采時要舍棄液體壓力較低的油層，而對油層的液體壓力大小的判斷，只能依靠操作者自身的判斷能力。操作者進行人工選層后，通常采用封隔器封住油層實現選層開采，因此油井只能發揮部分油層的產能。如果換層采油，可通過重新作業或者使用換層采油裝置重新選層，這樣要實現有效開采，正常發揮油井產能，在選層和換層過程中會花費較高的成本和時間，降低了生產產能和效率。火驅有采油井由于氣體較多，如果用封隔器封住油層不采，則被封油層的氣體壓力得不到釋放，當壓力達到一定程度時封隔器會解封，氣體的突然釋放會增加原油生產的危險程度。

為此針對以上生產情況，為了緩解層間矛盾[2]，充分發揮油井產能，達到了提高油井產量的目的，研究了橋式采油裝置。

1 技術原理

為了使兩個不同油藏壓力的生產單元經不同的路徑進入抽油泵且油藏壓力高的優先生產，同時又能夠防止高壓油藏的原油倒流到壓力低的油藏中去，避免了高壓油藏能量損失，提高了注入蒸汽利用效率，有利于提高高壓油藏原油采出速度。當高壓層與低壓層相等時，兩者共同生產。有利于避免不同油藏之間原油的不利反應，有利于提高原油的采出率。為此設計了橋式采油裝置。

1.1 橋式[3]采油裝置原理

橋式采油裝置是上下生產單元壓力不清晰，這種情況采用的是自動分采閥，抽油泵連接在分采閥上部，自動分采閥將油藏分為兩個生產單元，自動分采閥（如圖1所示）的主要功能是防止兩個生產單元之間的原油相互進入。由1、8閥座2、7閥球3、6閥罩4、封隔器5、閥體9、上接頭10、通道等部分組成。上接頭9連接抽油泵的底部進液口，隨生產管柱下到井中，待管柱中的封隔器4坐封后，將生產井段分成兩段， 油層中的液體可從兩路進入到井筒中，第一路是從底座8、閥罩3及封隔器4內部、上接頭9，最后經上接頭經抽油泵進入地面輸油管線中去；第二路則是經閥座8、閥罩6、通過道10進入到封隔器內部最后經上接頭9，最后到抽油泵底部，進而經抽油泵輸送到地面輸油管線中去了。

圖1 分采閥結構示意圖

當第一路的壓力比第二路高時，液體則從第一路進入到地面，而第二路的通道則被封注（因為第一路的壓力較高，則第一路出來的液體經通道10迫使閥球7坐在球座6上，這樣就阻止了第二路流體進出的通道）。

當第二路的壓力比第一路高時，液體則從第二路進入到地面，而第一路的通道則封住（因為第二路的壓力較高，則第二路出來的液體作用在閥閥球2上，迫使閥球2坐在閥座1上，這樣就阻止了第一路流體井出的通道。

當第一路與第二路壓力相對平衡時，兩路流體則同時流向抽油泵底部。

1.2 橋式采油裝置技術參數

最大外徑： ?152 mm

最小內徑：?95 mm

長 度： 8 000 mm

工作壓差：15 MPa

適用于套管內徑：? 159~? 161 mm

耐 溫：1800C

1.3 技術特點

（1）橋式分層采油裝置通過配備不同類型封隔器件、普通抽油泵可以實現在不增加其它作業成本條件下，實現油井二層或三層分采。

（2）橋式分層采油組合裝置構成明確，現場易識別，不增加作業施工難度，適應性強，加工成本低，可促進橋式采油技術的規模推廣應用。

（3）配套應用Y341類大通徑液壓封隔器[4]，可實現油井多層分采。

（4）設計了特制連接機構可配套普通抽油泵，不改變原有的泵掛[5]深度，對油井的適應性強，依據油井原油生產情況，可在適當大的范圍內選擇抽油泵的類型及泵徑，適合在油藏壓力差異較大的油井分不同壓力單元分采。

1.4 選井條件

（1）油井套管無明顯變形。

（2）油藏間油藏壓力差異較大且選注及配注有效的油井。

（3）油井套管內壁無死油，否則因封隔器外徑較大易與套管內壁死油發生擠壓，導致管柱不容易入井。

（4）油藏之間距離較大，容易封隔，否則需增加井段測深步驟；

2 現場試驗

2.1 油藏情況

曙1-48-更30井是杜48塊一口注汽吞吐生產井，生產井段位于961.1～1 073.4 m，屬于杜家臺油層，有效厚度為51.6 m，15層。目前地層壓力、原油粘度：該井目前壓力系數0.09；50度時原油粘度：3 488 mPa?s。

目前該井已生產17個周期，累計注汽34 451t，16 420 t油，產水37 973 t。其中上一周期注汽1 800 t，生產371.2 d，產油1 071 t，產水2 241 t。

2.2 施工過程

2015年9月22日針對油井實際問題，在曙1-48-更30試驗了橋式采油裝置技術。該井上周期為選層注汽措施，選注上層段。開采過程中發現，該井排水期長達130 d，排水期平均日產油1.1 t，平均含水91.2%。針對這一問題，試驗了橋式采油裝置技術。該井上周期注汽1 800 t，采取選注上層段、籠統采油方式。本周期該注汽1 500 t，采取選注上層段、橋式采油工藝，見到了較好的增產效果。

2.3 施工步驟

首先對分層采油試驗井用?154 mm通井規進行通井洗井作業，確保井筒干凈，井筒套管無顯著變形，以保證橋式采油裝置能夠安全下入到目的層并可靠的坐封，同時能夠保證以后作業時井筒內管柱順利起出；然后按照分層采油要分采的井段、套管接箍位置等數據設計封隔器膠桶密封位置（主要是避開套管接箍位置，保證井段封隔可靠）、泵掛、井口坐封預留高度。根據該油藏有效厚度為51.6 m，15層，以及油藏的滲透能力、孔隙度相關油藏數據結合該井注蒸汽時注入壓力情況將油藏分為上下兩個生產單元，經以上數據判斷油藏上部壓力較高，產油能力較強。據此將橋式采油裝置的封隔器在1 020 m坐封。

2.4 橋式采油管柱工作過程

在抽油泵系統上沖程舉升過程中，橋式采油裝置內部處于低壓環境，由于橋式采油管柱內部處在同一個液壓系統，管柱內部是壓力高油藏中的液體，壓力高的油藏產液能夠在流動壓力下打開橋式采油裝置的單流閥球進入到油管；油管與油套環空之間液體由于橋式采油裝置單流球閥作用，只能進入橋式采油裝置，而橋式采油裝置內液體無法倒流到油套環空，能夠有效阻止高壓油層中液體向低壓油層流動現象；各產層間封隔器有效封隔，有效避免了油藏間開發矛盾問題，實現了各產油層協調均衡產液，在高壓油藏產能得到充分釋放后，高低壓油藏壓力相差較小時，使壓力較低油藏產能得到發揮產能作用。

2.5 摻稀油[6]降粘

當該井生產到100 d的時候發現，抽油機的電流由原來的上下行電流由29A/22A變為43A/27A，經化驗原油粘度，發現其粘度上升較大達到了同區塊摻稀油降粘標準。于是經油套環形空間向泵下稀油，由于該管柱的結構作用使地面摻的稀油不能流到地層中去，使得每日摻稀油的比同類油井減少了20%，提高了本措施的經濟性，證明該技術有適應性強，應用前景廣闊。

2.6 周期結束起管柱作業

井筒中生產管柱過程中發現油套環形空間的原油不能泄入到井筒中去，經研究推斷可能是，封隔器的膠由于受到長期高溫作用，使膠桶[7]發生了塑性變形，在解封后不能自動收回，使得油套環空間密封，為了避免污染事件及井噴事件的發生，由于本管柱設計了洗井機構[8]，所以經地面油套環形空間打入頂替液使得井筒中的原油被頂替到采油站中去，油套環形空間及采油管柱中的液體全部置換為清水。這樣避免了原油環境的污染，同時有利于現場操作人員操作。

2.7 周期生產情況

目前周期已經結束，周期產油1015 t，該井生產272.6 d，平均日產油由上周期的2.89 t上升到本周期的3.72 t，增加了0.83 t/d，含水由原來的86.3%降低到了76.4%，含水下降9.9%，油井的排水期由原來的20 d降到本輪的10 d，大大提高了原油的生產效率，有利于油藏能量的利用。注氣量由上一周期的1 800 t降低到本周期的1 500 t，降低300 t，油汽比大幅度提高，由原來的59.5%提高到67.6%，提高8.1%。本周期較上周期減少生產100 d，提高了單井的效益，節省了部分日常生產措施費用。該井措施增油638.7 t，措施效果十分顯著。

3 經濟效益分析

油井措施增油638.7 t，措施總投入4.6萬元，按油田公司經濟效益統一計算方法，則預計創經濟效益：

技術創新成果凈現值

＝（1-30%）×分成系數×Σ［年新增原油產量×

（單位原油價格－單位生產成本－稅金及附加）

－科研支出）］×（1＋10%）

＝（1-30%）×1×［638.7×（1800－70

-1350)－46000］×（1＋10%）

＝15.14萬元

節省注汽費用2.1萬元；

累計創效=15.14+2.1=17.2萬元；

措施投入產出比1∶3.7。

4 結論

（1）結合曙光油田蒸汽吞吐階段實施配注、選注、分段注汽等開發增產措施，在原油舉升階段提出了橋式分采技術思路，研制了橋式采油裝置等配套分采工具，形成橋式采油多層分采系列技術。

（2）橋式采油裝置技術現場試驗證明，油藏壓力不均的油井可通過二層或三層分采能夠有效緩解油藏間干擾矛盾，釋放被抑制產層潛能，達到了提高油井產量的目的。

（3）橋式采油裝置結構簡明、尺寸適中，方便其運輸及現場組裝，分采成本適中、技術適應范圍廣，不增加作業施工難度，有助于促進技術的現場規模應用。

（4）該橋式采油裝置技術，一是防止了倒灌，同時通過管柱的特殊結構，解決了采油泵可穿越橋式采油裝置加深泵掛問題。

（5）該工藝技術不需采油作區作大量油層參數測試及精確描述, 減少了采用橋式采油工藝技術的工作量。

（6）該橋式采油裝置技術，一是防止了倒灌，同時通過管柱的特殊結構，解決了采油泵可穿越橋式采油裝置加深泵掛問題。

（7）該橋式采油裝置技術，開創了曙光油田稠油分層采油的新紀元，為同類油藏開采提供了成功經驗。

［1］劉玉文. 遼河油田稠油分層采油技術[J]. 石 油 鉆 采 工 藝,2003 (8)增：85.

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Application of Bridge Type Oil Production Unit in Shuguang Oilfield

（Shuguang Oil Production Plant of Liaohe Oilfield Company, Liaoning Panjin 124019, China）

In order to effectively solve the inter-layer interference problem in production process of thick oil reservoir with steam stimulation system to play the maximum potential of the oil reservoir, bridge oil production equipment was developed, with two-layer production technique, field application achieved the desired effect. According to different reservoir conditions , a series of bridge oil production devices were developed,separate zone production (more than three layers) was realized by using hydraulic packer. In 2015, the field test of 3 wells was successfully carried out in Shuguang oilfield of Liaohe oil field company for the first time. The results show that the method is a new practical process for the development of oil field huff and puff in Shuguang oilfield.

Bridge type sub collector;General production; Separate zone production

TE357

A

1671-0460（2017）08-1696-03

2016-12-15

王書慧（1977-），男，遼寧省盤錦市人，工程師，2003年畢業于江漢石油學院機械設計制造及其自動化專業，研究方向：采油新技術研究與推廣工。E-mail：wangshuhui@petrochina.com.cn。