運用井下測壓數據制定間抽制度的方法

符喜德 黃 華 段景杰 張文哲 趙亞杰

陜西延長石油(集團))有限責任公司研究院, 陜西 西安 710075

0 前言

隨著油田開發的逐步推進,地層壓力下降,部分機抽井供液能力已不能滿足連續生產的需要,逐步轉為間抽生產。這種現象在低滲透油田更加普遍[1-4]。自2000年劉合等人[5]提出利用動液面數據制定油井間抽制度以來,對間抽的研究多集中在對該方法的優化和應用以及對間抽控制設備的研發上[6-13]。由于油套環空液柱存在泡沫段以及聲波速度不準的情況,測得的油井動液面數據存在一定誤差[14-17],而地層參數不夠全、不夠準或者選用的計算模型不適合目的油層[18-20],最后得出的間抽制度也不一定是最優的。所以有必要研究精確度更高、普適性更強的間抽制度制定方法。

1 間抽制度制定方法

1.1 壓力恢復數據確定流入動態

關井后,地層流體滲流至井筒,引起油井動液面升高,井底流壓上升。地層的瞬時滲流量可通過計算單位時間內井底壓力的變化得到,見圖1,進而可以得到油井的流入動態曲線。

(1)

Δqs=Δh×Sa

(2)

式中:h為動液面高度,m;p為井底壓力,MPa;ρl為井筒中液體密度,kg/m3;g為重力加速度;qs為地層產液量,m3,Sa為油套環空截面積,m2。

圖1 關井后井底流壓上升曲線

計算不同壓力和時間對應的地層產量即可得到油井的流入動態曲線以及地層瞬時產量曲線qs(t),見圖2。

圖2 199井流入動態曲線

1.2 開井壓力下降數據確定實時泵效

開井后,井底流壓的變化受地層產液和抽油機舉升兩方面影響。在已知地層流入動態和油井舉升參數的情況下,就可計算出油井泵效,見圖3。于是有:

圖3 開井后井底流壓下降曲線

(3)

油井泵效為:

(4)

式中:qs為地層產液量,m3;qp為抽油泵排出液量,m3;fp為抽油泵柱塞截面積,m2;s為油井沖程,m;n為油井沖次,min-1。

聯立油井流入動態可以得到開抽后油井泵效與時間的關系曲線η(t),見圖4。

圖4 199井泵效分析曲線

1.3 產能最大法確定油井啟、停時間

為追求產量最大化,應在井底流壓上升至最大值之前就開抽。假設流壓達到p2時開抽,流壓下降到p1時停抽。則間抽井停抽時長為t1,開抽時長(t2-t1)，見圖5。

圖5 壓力測試曲線

停抽階段,地層產液量為QS:

(5)

(6)

(7)

一個間抽周期內,地層的總產液量與抽油泵舉升的液量相等,所以有：

(8)

(9)

選擇不同的開抽壓力點,可計算出不同的平均日產量。平均日產量最大時的t1、t2即為最優關井時長和最優間抽周期。

2 現場試驗

鄂爾多斯盆地某區塊199井基礎數據如下:抽油泵泵徑44 mm、抽油機沖程1.2 m、沖次6 min-1、套管內徑124 mm、油管外徑73 mm、泵掛深度415 m。當前間抽制度為開4 h,關20 h,日產液量為0.42 m3。下入壓力計測得油井壓力變化曲線見圖6,計算后得出的流入動態曲線和泵效曲線分別見圖2、圖4。

選擇不同的開抽時間壓力,即可計算出不同的間抽制度及其產量,具體結果見表1。

圖6 199井壓力測試曲線

表1199井間抽產量預測表

開抽壓力/MPa開井時間/h關井時間/h單次產液量/m3平均日產液/m3月累計產量/m3054094750830041212347050084260760042012608046083770680042412717042073280600043012896037062820520043313000033062510460043012887029052190390041812536025041880330041312375021041560270040512150

表1數據說明199井的最佳間抽制度為關井時間28.2 h,開機時間0.6 h。優化后可節約抽油時間3.4 h/d,增液0.013 m3/d。

運用此方法優化油井間抽制度89井次,優化后單井平均增油0.009 t/d,抽油時間平均減少3 h/d,耗電量平均減少7.5 kW·h/d,節能挖潛效果良好。

3 結論

1)以產量最大化為目標,提出利用關井壓力恢復數據和開井壓力下降數據曲線制定油井間抽制度的方法。

2)此方法利用實測壓力數據進行計算,能避免由動液面數據和地層參數引起的誤差,具有較高的準確性和普適性。

3)此方法有助于挖掘間抽井生產能力和擴大間抽節能效果,具有推廣價值。

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