基于油井示功圖的低產低效井間開技術研究及應用

李明江，黃天虎，吳利利，李珍，張彬，楊倉海，閆娟，陳榮環

(1. 長慶油田分公司 油氣工藝研究院，陜西 西安 710000；2. 低滲透油氣田勘探開發國家工程實驗室，陜西 西安 710000)

對于低產低效井來說，油井產液量都較低，即使調整到最小抽汲參數后仍存在“空抽”現象，造成無功損耗大，抽油設備、管、桿磨損大，油井檢泵周期短等問題，增加了設備維護及井下作業費用，不利于油井的高效開發。現階段油田主要采用間開的方式解決空抽，且油田間開主要根據油井產量、示功圖、動液面等資料, 通過人工分析，確定油井定時開機、停機來實現。該方法對抽油井開抽和停抽時間間隔的確定不科學，不能隨油井工況的變化而變化，存在對崗位工人責任心要求高，管理維護難度大等問題。

因此，有必要進行油井間開相關方面的研究，該研究從低產低液井出液規律研究入手，充分利用油田數字化成果，采用功圖計算動液面與泵充滿度相結合的方式，并利用自主開發的軟件智能確定每口井合理的油井間開工作制度，提出了一種科學合理地確定油井間開制度的方法，從而指導低產低效井的開發，最大限度地發揮油井潛能、節約能源，達到降低油田開發成本，提高油井開發水平的目的，并實現油田的精細管理。

1 間開技術研究及應用

1.1 依據的理論基礎

當油井產液指數一定時，則產量與生產壓差呈直線關系，即：

qV=J(pi-pwf)

(1)

式中：qV——日產液量；J——采液指數；pi——地層壓力；pwf——井底流壓。

在油井液面恢復過程中，根據井筒儲存系數的定義，油層產液量與井底流壓的關系為

(2)

式中：r——套管內半徑，m；ρ——井液密度，kg/m3。

當式(1)等于式(2)時，再對其求積分得：

(3)

另外井底流壓pwf(t)隨著液面的逐漸恢復而變化，其變化函數為

pwf(t)=ρgL(t)

(4)

當液面恢復期t=0時，油井液面高度為L0，則此時的井底流壓為

pi-ρgL0=ec

(5)

將式(4)和式(5)帶入式(3)得：

(6)

式(6)改寫成指數函數關系，如式(7)所示：

L(t)=a-be-ct

(7)

式中：L(t)——油井動液面高度；t——停井時間；a，b，c——待定系數。

從上述函數關系可知，只要能給出3組數據就可以確定上述函數關系式。

1.2 間開模型設計

以間開油井動液面恢復規律為依據，以功圖計量結果為基礎，設計如下油井間開制度確定方法。

總體思路： 通過3次停井、開井，可以確定出井的停井動液面恢復與時間關系曲線，第四次開井分析即可確定井的間抽周期。具體步驟如下：

1)停、開井3次(根據油井產液情況設定停開時間)，記錄3組數據(Tt1，L(Tt1))、 (Tt2，L(Tt2))、 (Tt3，L(Tt3))代入動液面時間恢復關系式，即可確定動液面恢復曲線，根據動液面恢復曲線，即可計算出動液面恢復到最高點所需時間，為方便起見，可以把動液面轉化為沉沒度分析。

2)根據計算出的最大停井時間開始停井恢復，到最大停井時刻后開始開井生產。

3)分析第四次停井及開井數據，間抽制度確定流程如圖1所示。

圖1 間抽制度確定流程示意

1.3 現場試驗

依據該方法，編制了相關軟件，實現了油井間開方法的確定。共選取了某采油廠20口低產井和間抽井進行分析，通過間抽制度學習，最終確定了這20口油井的間抽周期。間抽制度學習結果見表1所列。

表1 間抽制度學習結果

續表1

通過數據統計分析，生產時間平均節約17.87%，20口油井，間抽前累計產液量24.21 m3/d，間抽后累計產液量24.36 m3/d，累計節電695.4 kW·h/d，基本滿足現場產液量穩定節能的目的。

該方法在實際應用中，通過至少3次停開井即可確定低產液井間開制度，方法簡單，避免了人工測液面憑經驗確定間開制度的不足，降低了員工勞動強度，在產液量不降的前提下實現了節能，有利于油田的高效開發和管理水平的提升。

2 結束語

1)通過滲流理論分析，提出了一種沉沒度隨時間變化關系曲線。

2)依據功圖-動液面分析模型，自主開發了軟件，實現了油井間開制度的智能確定。

3)現場試驗20口井，通過確定的間開制度，達到了產液量不降而實現節能降耗的目標。