BZ油田電潛泵全壽命管理下水平井提液研究與實踐

李 想，柴世超，徐玉霞，阮新芳，楊友國，何 濱

（中海石油（中國）有限公司天津分公司）

李 想等.BZ油田電潛泵全壽命管理下水平井提液研究與實踐.鉆采工藝，2019，42（5）：66-68

BZ油田于2009年投產(chǎn)，主要生產(chǎn)層位為明化鎮(zhèn)組，以水平井分層系開發(fā)為主，水平井井?dāng)?shù)占總井?dāng)?shù)76%，產(chǎn)油量占總產(chǎn)量79%。油田投產(chǎn)初期采油速度較高，含水上升快，自然遞減大。為了保證產(chǎn)量的穩(wěn)定運行，已嘗試?yán)糜筒毓こ谭椒皵?shù)值模擬法開展了油田提液能力、提液時機及提液幅度的研究，并于2012年開始嘗試通過提頻或更換大泵實施提液生產(chǎn)，陸續(xù)實施提液65井次，累増油量14.4×104m3，取得了較好的增油效果。

在大量生產(chǎn)實踐的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)油井提液生產(chǎn)存在以下三個方面的問題：①提液油井的増油效果不同。全油田的提液能力、提液幅度、提液時機的研究不能準(zhǔn)確適用于每口單井，單井的提液増油效果存在個體差異性；②經(jīng)過前期的大范圍提頻，油井基本滿負荷運轉(zhuǎn)，沒有提頻空間，提液需要實施換泵措施，換泵時機如何選擇；③如何將換泵時機與經(jīng)濟效益相結(jié)合，實現(xiàn)降本增效。為了解決以上三個問題，提出了電潛泵全壽命管理下的水平井提液研究思路和方案，經(jīng)實踐證明，取得了較好的經(jīng)濟效益［1-2］。

一、電潛泵提液周期全壽命研究

1.BZ油田電潛泵運轉(zhuǎn)周期的確定

BZ油田全部采用電潛泵舉升方式，目前共有生產(chǎn)井51口。通過對所有油井電潛泵運轉(zhuǎn)周期的統(tǒng)計，扣除出砂因素影響，BZ油田的平均運轉(zhuǎn)周期為約為1 500 d。由此，BZ油田電潛泵全壽命周期設(shè)計是考慮油井運轉(zhuǎn)5年內(nèi)的產(chǎn)液量變化、含水變化、地層壓力變化及生產(chǎn)制度變化。

2.電潛泵全壽命周期下的單井生產(chǎn)形勢預(yù)測

經(jīng)BZ油田前期的提液實踐發(fā)現(xiàn)，全油田的提液能力、提液幅度、提液時機的研究不能準(zhǔn)確適用于每口單井，單井的提液増油效果存在較大的個體差異性。因此，本文以BZ油田每口單井的生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用廣適水驅(qū)曲線方法計算每口單井的含水率與無因次采液指數(shù)曲線，結(jié)合單井的測井、儲層厚度、注采對應(yīng)關(guān)系等靜態(tài)資料予以修正，然后對照廣適水驅(qū)曲線含水率與無因次采液指數(shù)模板（圖1），確定每口單井的提液時機與提液幅度。A和B型曲線代表油井供液能力較強，在低含水期即具備提液能力；C型曲線代表油井水驅(qū)效果較差，供液能力不足，應(yīng)在改善水驅(qū)效果后，考慮油井提液；D型曲線代表油井物質(zhì)基礎(chǔ)較差，不適合提液生產(chǎn)［3-4］。

圖1 廣適水驅(qū)曲線含水率與無因次采液指數(shù)模板

BZ油田A7h井位于油藏邊部，邊水能量強，且A7h井區(qū)注采井網(wǎng)完善，為A29和A17h兩口注水井的雙向受效井。根據(jù)A7h井生產(chǎn)動態(tài)資料，用廣適水驅(qū)曲線法計算A7h井的含水率與無因次采液指數(shù)為A型（圖2），具備較強的提液能力。

圖2 BZ油田A7h井含水率與無因次采液、采油指數(shù)關(guān)系

在此認識的基礎(chǔ)上，利用單井動態(tài)資料計算單井的相滲曲線，得出單井的含水率與采出程度、含水率與自然遞減率的關(guān)系，計算得出該井未來5年內(nèi)不同采油速度下的含水率與產(chǎn)液量變化趨勢［5］（圖3）。

圖3 A7h井5年內(nèi)不同采油速度下含水與產(chǎn)液量變化趨勢

圖4 A7h井電潛泵率敏感性分析

從分析結(jié)果可以看出，A7h井在不同采油速度下2年之內(nèi)都會進入提液階段，且5年內(nèi)含水將上升至90%，產(chǎn)液量將在200～600 m3／d。

3.基于單井產(chǎn)液量預(yù)測電潛泵全壽命選型和優(yōu)化

以油井產(chǎn)液量規(guī)劃為基礎(chǔ)，利用Wellflo軟件，通過擬合地層物性、流體性質(zhì)、井筒壓力梯度等參數(shù)建立單井模型，進行電潛泵選型與優(yōu)化；再利用單井模型對油井各產(chǎn)液階段進行含水、生產(chǎn)頻率等敏感性參數(shù)的擬合，實現(xiàn)在電潛泵運轉(zhuǎn)周期內(nèi)，通過調(diào)整電潛泵工作制度來滿足油井提液生產(chǎn)的需求［6-7］。

以A7h井為例，以含水率、產(chǎn)液量規(guī)劃為基礎(chǔ)，利用Wellflo軟件進行電潛泵類型篩選，并且進行含水率與揚程、電機功率的敏感性分析，確定電潛泵規(guī)格及地面設(shè)備配置［8］（圖4）。

二、礦場試驗效果

1.已進入提液階段油井實施效果

對BZ油田A7h井建立廣適水驅(qū)曲線模型，通過單井無因次采液指數(shù)及含水率與含水上升率關(guān)系判斷該井在含水60%時進入提液階段。該井在含水60%階段油井發(fā)生電泵故障，進行了電潛泵全壽命周期提液設(shè)計（表1），利用常規(guī)檢泵時機進行更換大泵作業(yè)。

表1 A7H井電潛泵全壽命周期提液設(shè)計

作業(yè)后含水上由60%升至70%，提液生產(chǎn)，日增液180 m3，日增油60 m3，生產(chǎn)頻率38 Hz。隨后含水逐漸升至80%，生產(chǎn)頻率提至45 Hz，日增液提至300 m3，年累增油0.7×104m3，待該井含水升至90%后電潛泵仍具備提液空間。

2.未進入提液階段油井實施效果

對BZ油田C2H井建立廣適水驅(qū)曲線模型，通過單井無因次采液指數(shù)及含水率與含水上升率關(guān)系判斷該井在含水60%時進入提液階段。該井在含水50%階段油井發(fā)生電泵故障，進行了電潛泵全壽命周期提液設(shè)計（表2），利用常規(guī)檢泵時機進行更換大泵作業(yè)。

表2 C2H井電潛泵全壽命周期提液設(shè)計

作業(yè)后含水穩(wěn)定在56%左右，沒有進行提液生產(chǎn)，保持作業(yè)前產(chǎn)液量。待該井含水升至60%以上，根據(jù)提液設(shè)計逐步提高生產(chǎn)頻率，實現(xiàn)電潛泵全壽命周期內(nèi)的產(chǎn)能充分釋放。

截至目前，BZ油田群共實施14井次常規(guī)檢泵與更換大泵聯(lián)作作業(yè)，累計增油量達3×104m3，節(jié)省更換大泵作業(yè)費用2 800萬元，取得了較好的經(jīng)濟效益。

三、結(jié)論

電潛泵全壽命周期下的水平井提液研究將井筒舉升能力與單井產(chǎn)能變化全程匹配，實現(xiàn)油井產(chǎn)能潛力充分釋放，并最大程度節(jié)省更換大泵作業(yè)費用。

電潛泵全壽命周期下的水平井提液研究充分利用一對一變頻優(yōu)勢，將井筒舉升能力與單井產(chǎn)能變化全程匹配，保證全壽命周期內(nèi)的產(chǎn)能充分釋放。

電潛泵全壽命提液研究是以油井產(chǎn)量預(yù)測為基礎(chǔ)，以檢泵作業(yè)為換泵時機，以電潛泵全壽命設(shè)計為策略，達到了充分釋放油井產(chǎn)能、節(jié)省作業(yè)費用之目的，在水平井開發(fā)治理方面有較好的推廣價值。