電泵井油套環(huán)空泡沫段形成原因及長度范圍的初步探討

摘要:油田開發(fā)過程中，電泵井油套環(huán)空普遍存在泡沫段，對油井的動態(tài)分析、挖潛上產(chǎn)措施的提出造成一定的影響。為此在生產(chǎn)實(shí)際中總結(jié)分析的基礎(chǔ)上，對泡沫段的形成機(jī)理進(jìn)行初步探討，并且通過現(xiàn)場對10多口井采取三種不同方法進(jìn)行了驗(yàn)證，得出不同驅(qū)油方式、套壓、沉沒度級別、采聚濃度、含水等級等方面對油套環(huán)空泡沫段形成產(chǎn)生的影響，以及油套環(huán)空泡沫段的長度范圍進(jìn)行了初步確定。得出水、聚兩驅(qū)及不同級別的沉沒度油套環(huán)空泡沫段存在一定的差異，聚驅(qū)井泡沫段高于水驅(qū)井;套壓越低，泡沫段越長;沉沒度級別越高的井泡沫段越長;采聚濃度越高的井泡沫段越長;含水級別高的井泡沫段高度越小。上述結(jié)論可以為油井挖潛上產(chǎn)措施及油井動態(tài)分析提供準(zhǔn)確可靠的液面資料。

關(guān)鍵詞:電泵井泡沫段 套壓沉沒度聚合物

前言

一口井產(chǎn)液量是生產(chǎn)壓差確定的，當(dāng)?shù)貙訅毫Ψ€(wěn)定，流壓的高低決定油井產(chǎn)量。流壓常常以動液面的變化間接地表示，但由于泡沫段的影響，動液面與流壓不是單純的直線關(guān)系，因此，常出現(xiàn)液面上升而產(chǎn)量不變的情況。主要原因是存在泡沫段，其實(shí)際是流壓沒變，所以產(chǎn)量不變。若認(rèn)識不清，可能誤以為地層壓力上升而進(jìn)行大泵提液，造成措施無效果，浪費(fèi)人力物力。尤其是產(chǎn)量較大的電泵井的設(shè)備要求，克服泡沫段的難度就更大，因此準(zhǔn)確分析判斷電泵井泡沫段的大小范圍，是保證油井以最佳產(chǎn)能生產(chǎn)的關(guān)鍵。

1、電泵井油套環(huán)空泡沫段基本形成原因分析

根據(jù)目前生產(chǎn)實(shí)際中，抽油井普遍存在油套環(huán)空泡沫段，分析主要原因是由于當(dāng)流壓低于原油飽和壓力時，原油中溶解氣不斷從原油中析出來，在油套環(huán)空中形成氣-液混合的“泡沫段”，由于“泡沫段” 相對于油水界面密度較小，同時表面張力加大，容易附著在真實(shí)液面之上，特別對產(chǎn)量大的電泵井，泡沫段更易堆積。

2、通過三種方法得到泡沫段的長度

2.1洗井前后測得泡沫段長度

在生產(chǎn)實(shí)際中，根據(jù)生產(chǎn)資料和動態(tài)分析，對6口即將實(shí)施上產(chǎn)措施的電泵井進(jìn)行了熱洗方法進(jìn)行了核實(shí)液面工作，為防止電泵井電纜的老化，保持熱洗液溫度在72 C，熱洗時間控制在2個小時，前后對比平均泡沫段長度在116.65m。

2.2放套壓法測得泡沫段長度

根據(jù)流體力學(xué)的基本原理，以及采出井穩(wěn)定生產(chǎn)時排量不變則吸入口壓力不變的基本條件，降低套管壓力，環(huán)空動液面就會上升。當(dāng)套壓降到一定值后，真實(shí)液面超過泡沫段高度時，泡沫段隨之消失。

在有泡沫段情況下，所測得的液面值反映了泡沫段的上部位置。降壓時泡沫段并不是隨著真實(shí)液面保持固定長度同步上升，而是相對的滯后，隨后部分地被下面上升的液體所占據(jù)，直到整個泡沫段全部被占據(jù)后才測到真實(shí)液面。

3、生產(chǎn)實(shí)際中進(jìn)一步討論泡沫段長度的范圍

3.1套壓與泡沫段大小關(guān)系

2000年我礦油氣比一般為120m3/t，油層中部深度950m左右，經(jīng)計算，套壓越低，泡沫段越長。當(dāng)套壓為0時，泡沫段長度為100-150m，當(dāng)套壓大于1時，泡沫段長度比較小，小于30m。

3.2沉沒度與泡沫段大小關(guān)系

從沉沒度與泡沫段高度統(tǒng)計表中，可以看出沉沒度級別越低的井泡沫段的高度越高。

沉沒度級別等于小于400m，泡沫段高度在400m 左右。

沉沒度級別在400-500m之間，泡沫段高度在200m 左右。

沉沒度級別在500-600m之間，泡沫段高度在70m 左右。

沉沒度級別在600m以上，泡沫段高度在50m 左右。

可見，沉沒度每下降100m，泡沫段高度上升幅度會更大，甚至達(dá)到了200m以上的上升幅度。

不同沉沒度級別泡沫段長度范圍統(tǒng)計表

3.3聚合物與泡沫段大小關(guān)系

由于聚合物是一種單體經(jīng)聚合反應(yīng)所得到的產(chǎn)物，通常是有機(jī)合成高分子，相同的體積下，聚合物溶液比水更具有增粘性，當(dāng)水驅(qū)與聚驅(qū)的采出井形成同樣 “泡沫段”時，由于聚驅(qū)井的聚合物有較強(qiáng)的粘性，且更具有較大的界面張力，會對“泡沫”液膜的穩(wěn)定起著重要作用。因此聚驅(qū)較水驅(qū)更易形成“泡沫段”。從兩驅(qū)驗(yàn)證的平均單井對比，水驅(qū)泡沫段高度為58.01m，聚驅(qū)泡沫段高度為171.45m，高于水驅(qū)泡沫段113.44m。

3.4含水、采出液濃度與泡沫段大小關(guān)系

從含水及采聚濃度統(tǒng)計表中可以直觀的看出，含水級別越低的井泡沫段高度越高，采聚濃度越高的井泡沫段高度也越高。

含水等于小于80%，采聚濃度在500mg/L時，泡沫段高度在170m 左右。

含水級別在80-90%之間，采聚濃度在400-500mg/L之間時，泡沫段高度在150m 左右。

含水級別大于等于90%，采聚濃度在200-300mg/L之間時，泡沫段高度在50m 左右。

4、結(jié)論

(1)泡沫段長度的確定，可以為大泵提液提供堅(jiān)實(shí)可靠的基礎(chǔ);

(2)通過三種方法，可以得到泡沫段的長度:洗井簡單省時易操作，準(zhǔn)確率較高，對電泵井電纜有一定損傷;放套壓法，可以粗略估計泡沫段長度，操作復(fù)雜;理論計算泡沫段長度，可有效提高生產(chǎn)時率，但需要測氣，目前生產(chǎn)中已不存在，準(zhǔn)確程度較低。

(3)泡沫段的長度與套壓、沉沒度、平均密度、含水、采聚濃度均有一定的關(guān)系。套壓越低，泡沫段越長;沉沒度級別越低的井泡沫段的越長;低含水、高濃度井越大，泡沫段越長。