提高水力泵排液工效的探討

摘要：本文通過分析大量水力泵求產流壓資料，對流壓曲線初步進行了分類，對各類曲線類型特征進行了描述;根據各種流壓曲線特點提出水力泵排液工作制度的確定原則并指出合理調配水力泵各項參數的重要性。

關鍵詞：水力泵;流壓曲線;分析

1.引言

水力泵是利用水力射流原理將注入井內的高壓動力液能量傳遞給井下油層產出液的水力采油設備，主要由噴嘴、喉管和擴散管組成。高壓動力液的壓能通過噴嘴轉換為高速流動液體的動能，形成噴射，并在噴嘴處形成低壓區，高速流動的動力液與被吸入低壓區的油層產出液在喉管中混合，流經截面不斷擴大的擴散管，流速降低將液體動能轉換為壓能，混合液壓力升高被舉升到地面。

近年來，隨著大慶致密油勘探開發的不斷深入，直井縫網及水平井體積壓裂井逐年增多，大規模壓裂后排液初期產液量大、后期需達到低流壓求產目的，另外斜井、水平井也逐年增多，水力泵具有排量大、排液快，參數調整靈活特點，導致該項技術在目前的試油生產中的應用越來越廣泛。

本文通過分析實際水力泵排液求產資料，對曲線類型初步進行了分類描述，為今后的水力泵排液求產工作制度制定提供有力依據。

2.排液及流壓曲線分析

根據水力泵工作原理可知，泵芯壓力受水力泵配比、泵深、泵壓、排量、地層產液量和返排液密度綜合作用影響。

經過對試油資料的排液曲線和壓后井底流壓曲線進行統計分析，按日產液量可分為高產型（>30m3/d）、中產型（>10m3/d，<30m3/d）、低產型（<10m3/d）三種類型。

2.1高產液量井排液及泵芯流壓曲線分析

實例1

J43-1井S1-1層，井段：2177.2～2270.0m，該井打入壓裂液5690.1m3，排液期間分別在16MPa、20MPa、24MPa泵壓下進行連續排液求產，試油結果及相關參數見表1：

高產型油層排液及泵芯流壓曲線特點：排液初期產液量較高且產水量在排液初期快速下降，后期產量下降較慢，在較高產能處相對穩定，返排率較低，井底流壓較高且不穩定。這種層反映地層壓力高，地層能量充足，油層厚，原油物性好，砂巖厚度較大，儲油物性較好，地層含油性好。

2.2中產液量井排液及泵芯流壓曲線分析

實例2

M19-x3井S1-1層，井段：2005.8～1917.2m，該井打入壓裂液4819m3，壓裂排液期間分別在16MPa、20MPa、24MPa泵壓下進行連續排液求產，試油結果及相關參數見表2：

中產型油層排液及泵芯流壓曲線特點：排液初期產液量較高且后期產量逐漸下降，在中等產能處相對穩定，而產水量在排液初期快速下降，排液中后期油水比相對穩定，井底流壓較低。這種層反映地層能量一般，原油物性一般，儲油物性一般，地層含油性一般。

2.3低產液量井排液及泵芯流壓曲線分析

實例3

M19-2井S1-1層，井段：1874.0～1811.4m，該井打入壓裂液2630m3，壓裂排液期間分別在16MPa、18MPa、20MPa泵壓下進行連續排液求產，試油結果及相關參數見表3：

低產型油層曲線特點：整個排液期間產油量較低，產水量在排液初期快速下降，排液中后期油水比相對穩定，井底流壓很低。這種層反映地層能量低，儲油物性差，地層含油性差。若排液初期產油量較低（<1t），產水量快速下降，而產油水量無顯著變化，可結束試油，縮短試油周期。

3.水力泵求產工作制度的制定原則

從上述曲線類型的分析結果看，建議水力泵排液求產工作制度原則如下：

3.1 水力泵起步泵壓原則上比地層壓力低4-2MPa為合適，然后逐步根據排液情況提高泵壓。起步泵壓太低則排液量較少，流壓下降緩慢，排液速度慢;起步壓力太高，容易導致壓差太大，可能導致地層容易出砂，影響排液效率。

3.2壓裂打入量大，一般大于5000m3的試油層，起步泵壓應盡量高，以便進行高速排液。因高產液井泵芯流壓不易穩定，應適當增加每一工作制度工作時間，以便保證流壓和產量均達到相對穩定。

3.3壓裂打入量小一般小于2000m3，或者產出量低的試油層，當發現油水產量較低并穩定后，應及時起出泵芯，分析泵芯壓力情況，如果流壓較低則可結束排液，縮短試油周期，不必提高泵壓繼續排液，以便提高試油效率，節約試油成本。

3.4應合理匹配水力泵噴嘴、喉管的大小，較大直徑噴嘴與較小直徑喉管的組合適用于較大的舉升高度，也就是適用于較深的井層，反之， 較小直徑噴嘴與較大直徑喉管的組合能提供較大的排量，可以實現快速排液。

4.結論

本文通過分析水力泵求產流壓資料，對流壓曲線初步進行了分類，對各類曲線類型特征進行了描述;根據各種流壓曲線特點提出水力泵排液工作制度的確定原則，并指出合理調配水力泵各項參數的重要性。結論如下：

4.1水力泵排液適用于大規模壓裂、高產能、大斜度井。

4.2高產液井的泵芯流壓不易穩定，應適當增加每一工作制度的工作時間，以便保證流壓和產量均達到相對穩定。

4.3低產液井當油水產量穩定后應及時起出泵芯分析流壓情況， 流壓較低可結束排液，以便提高試油效率，節約試油成本。

4.4應合理匹配水力泵噴嘴、喉管的大小，以達到合適的舉升高度和較快的排液速度。

作者簡介：

夏仲詩，男，1970年4月出生，工程師，目前在試油試采分公司地質大隊從事地質管理、井溫資料處理工作，通信地址：大慶油田有限責任公司試油試采分公司地質大隊，郵編：。