油井間抽節(jié)能技術(shù)研究與認(rèn)識(shí)

蔡小輝（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

在油田開發(fā)中對(duì)嚴(yán)重供液不足井，間抽是一種極其有效的方法。間抽通過(guò)液面恢復(fù)的辦法，克服了供液能力不能滿足設(shè)備工作需要的問(wèn)題，縮短了抽油機(jī)運(yùn)行的時(shí)間，從而提高了泵效。但由于間抽需要一段時(shí)間的液面恢復(fù)，在此過(guò)程中，井筒壓力升高，隨之而來(lái)的是井筒和地層間壓差的減少。因此，既使抽油機(jī)在高效狀態(tài)下工作，同時(shí)又最大可能的發(fā)揮地層的潛力，即體現(xiàn)“高效”“高產(chǎn)”的原則，是確定合理的間抽必須解決的問(wèn)題。

目前大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠低效抽油井有143口，主要集中在二次、三次加密井和過(guò)渡帶地區(qū)，其特點(diǎn)是產(chǎn)量低、沉沒(méi)度低、泵效低，示功圖顯示氣影響嚴(yán)重，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)使泵活塞和工作筒干磨造成卡泵，同時(shí)造成能源浪費(fèi)和設(shè)備損耗。因此，在保持油井產(chǎn)量穩(wěn)定，保證抽油機(jī)井供采協(xié)調(diào)的前提下，開展間抽節(jié)能技術(shù)研究，最終達(dá)到保持合理沉沒(méi)壓力和節(jié)能增效的目的。

1 間抽技術(shù)條件

1.1 間抽機(jī)理

油井的產(chǎn)液量與油層的供液能力和工作制度有關(guān)，在抽汲過(guò)程中，油井供油半徑內(nèi)，形成壓降漏斗，關(guān)井后，地層壓力和液面逐漸恢復(fù)。油井間抽就是利用井筒儲(chǔ)存效應(yīng)，對(duì)低產(chǎn)、低效井進(jìn)行一段時(shí)間的關(guān)井，使壓力、液面得到恢復(fù)，當(dāng)達(dá)到一定合理液面后，再開井生產(chǎn)，既減少了抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約電能消耗；又提高了抽油泵的泵效，避免由于泵“干抽”而引起的設(shè)備損耗。

1.2 選井原則

1）油層滲透性低、與周圍水井連通狀況較差，地層能量得不到有效補(bǔ)充的長(zhǎng)期供液不足的低產(chǎn)低壓井。

2）現(xiàn)有設(shè)備條件下，參數(shù)無(wú)法進(jìn)一步縮小或調(diào)小后仍然達(dá)不到供、采協(xié)調(diào)的氣影響嚴(yán)重的井。

3）產(chǎn)液量小于15 t/d、沉沒(méi)度小于150m、泵效小于30%的抽油機(jī)井。

4）井口為偏心井口，以便錄取各項(xiàng)監(jiān)測(cè)資料；單井具有計(jì)量流程，保證生產(chǎn)資料準(zhǔn)確性和試驗(yàn)效果分析。

1.3 間抽試驗(yàn)研究的內(nèi)容

依據(jù)選井原則，在薩北油田純油區(qū)二次、三次加密井及過(guò)渡帶地區(qū)選擇了50口低效井開展間抽試驗(yàn)。主要進(jìn)行以下三方面研究：

1）總結(jié)低效井實(shí)施間抽時(shí)，間抽周期確定、測(cè)試資料及生產(chǎn)管理等經(jīng)驗(yàn)和方法。

2）評(píng)價(jià)間抽井經(jīng)濟(jì)界限和節(jié)能效果。

3）研究改變間抽制度與油井節(jié)能的關(guān)系。

1.4 間抽周期的確定

采取液面恢復(fù)法確定合理的間抽周期：液面恢復(fù)法是在油井停抽后，每隔2 h測(cè)一次液面（一天4次），連續(xù)測(cè)動(dòng)液面，求得液面上升資料，繪出液面上升恢復(fù)曲線，曲線某一點(diǎn)開始逐漸平緩，出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)間是較合適的停抽延續(xù)時(shí)間，這時(shí)油井應(yīng)啟抽。啟抽后，每隔2 h測(cè)試動(dòng)液面，直到動(dòng)液面降到泵吸入口附近，繪出液面下降曲線，確定間歇抽油井的停抽時(shí)間，然后繪出動(dòng)液面與時(shí)間的關(guān)系曲線，動(dòng)液面降到泵吸入口附近所對(duì)應(yīng)的時(shí)間為油井連續(xù)抽油時(shí)間，這一時(shí)間應(yīng)停抽。停抽和啟抽時(shí)間為間抽周期。

根據(jù)量油、取樣獲得產(chǎn)量折算出全月產(chǎn)油量，與間抽前相比較，如果出現(xiàn)負(fù)值，可調(diào)整間抽周期，直到合理為止。

2 典型間抽井分析

2.1 參數(shù)調(diào)整前的間抽周期

以北2-J5-59為例。利用液面恢復(fù)法繪制了曲線，從液面恢復(fù)曲線和生產(chǎn)時(shí)間與沉沒(méi)度關(guān)系曲線中可以看出，該井的間抽周期為停41 h，啟抽7 h。

2.2 參數(shù)調(diào)整后的間抽周期

為了摸索上調(diào)參間抽試驗(yàn)，該井沖速由3 r/min上調(diào)到4.5 r/min，調(diào)整后又重新摸索了間抽周期。從參數(shù)上調(diào)后的生產(chǎn)時(shí)間與沉沒(méi)度關(guān)系曲線看，沉沒(méi)度下降速度明顯加快，啟抽5 h，沉沒(méi)度由739.38m下降到124.26m，所以參數(shù)調(diào)整后的間抽周期為停43 h，啟抽5 h。

2.3 實(shí)施間抽后的效果分析

1）單井產(chǎn)油量稍有下降。平均日產(chǎn)液由11.1 t下降10.7 t，日產(chǎn)油由1.0 t降到0.89 t，見(jiàn)表1。

2）間抽上調(diào)后，產(chǎn)量保持穩(wěn)定，耗電量進(jìn)一步降低。與參數(shù)上調(diào)前相比，日產(chǎn)液下降0.4 t，日產(chǎn)油上升0.01 t，平均單井日耗電減少7.2 kWh，見(jiàn)表1。

表1 北2-J5-59井間抽井試驗(yàn)效果統(tǒng)計(jì)

3）降低了電耗。該井間開前日耗電量189 kWh，間開后折算日耗電量58 kWh，日節(jié)電量131 kWh，示功圖由間抽前的供液不足變?yōu)檎?，抽油泵在合理沉沒(méi)壓力下工作，見(jiàn)圖1。

3 間抽井效果整體評(píng)價(jià)

3.1 間抽周期的合理確定

通過(guò)液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)確定間抽制度。該技術(shù)是通過(guò)在井口安裝液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀，利用井內(nèi)氣體作為聲源，儀器內(nèi)繼電器瞬間打開閥門使得氣體膨脹作為信號(hào)源，自動(dòng)測(cè)試液面，實(shí)現(xiàn)液面的連續(xù)監(jiān)測(cè)。圖2為液面連續(xù)監(jiān)測(cè)法測(cè)量的北3-20-丙271井確定間抽周期曲線。

從曲線上可以看出，當(dāng)沉沒(méi)度恢復(fù)到600 m時(shí)，沉沒(méi)度上升趨勢(shì)變緩，拐點(diǎn)出現(xiàn)，即為啟抽點(diǎn)。當(dāng)沉沒(méi)度下降到160m時(shí)，沉沒(méi)度下降趨勢(shì)變緩，另一個(gè)拐點(diǎn)出現(xiàn)，即為停抽點(diǎn)。兩點(diǎn)之間的時(shí)間為運(yùn)行時(shí)間。停抽后到下一次啟抽點(diǎn)，既為停抽時(shí)間。

對(duì)于沒(méi)有安裝儀器的井，參照自動(dòng)監(jiān)測(cè)的變化規(guī)律，采取通過(guò)液面加頻測(cè)試，繪制沉沒(méi)度恢復(fù)曲線，確定合理的間抽制度。

通過(guò)50口井間抽試驗(yàn)，采取沉沒(méi)度恢復(fù)曲線法確定間抽周期，大部分間抽井沉沒(méi)度在600m到150m之間出現(xiàn)拐點(diǎn)，因此，間抽運(yùn)行合理沉沒(méi)度在150～600m。

3.2 間抽井產(chǎn)量的合理確定

根據(jù)50口間抽試驗(yàn)前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)，按產(chǎn)量范圍2 t/d劃分不同區(qū)間，繪制了產(chǎn)量升降幅度、平均日節(jié)電變化曲線，見(jiàn)圖3。

從圖中可以看出：低產(chǎn)液井實(shí)施間抽后，隨著產(chǎn)量的升高，產(chǎn)量升降幅度不斷下降。當(dāng)間抽前產(chǎn)量小于8 t/d時(shí)，間抽后產(chǎn)量略有增加或基本不變，當(dāng)間抽前產(chǎn)量大于8 t/d后，隨著產(chǎn)量的增加，其下降幅度加大，但逐漸變緩，平均日耗電也隨產(chǎn)量增加而不斷下降。如果綜合考慮不影響油井的產(chǎn)量，又兼顧節(jié)能的要求，我們認(rèn)為：產(chǎn)量小于10 t/d的油井比較適合實(shí)施間抽措施。

表2 間抽井前后效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

表3 間抽井上調(diào)參前后效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

3.3 間抽期間產(chǎn)液和含水變化規(guī)律

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得出間抽過(guò)程中產(chǎn)量、含水隨時(shí)間的關(guān)系，見(jiàn)圖4。產(chǎn)量變化曲線兩端較穩(wěn)定，中間一段急劇變化，而含水變化曲線為先逐漸下降，后趨于平緩。主要由于關(guān)井后地層能量得到補(bǔ)充，井筒充滿流體，泵充滿程度高，產(chǎn)量高，同時(shí)由于油水比重不同，原油浮在上層，水在下層，隨著泵的抽汲作用，比重高的水先進(jìn)入井筒，導(dǎo)致初期化驗(yàn)含水高。隨著井筒內(nèi)液面下降，生產(chǎn)壓差減小，原油進(jìn)入井筒，井筒內(nèi)磨擦阻力增大，同時(shí)井筒和地層原油脫氣嚴(yán)重，導(dǎo)致產(chǎn)量和含水都下降。

3.4 間抽井效果對(duì)比分析

實(shí)施間抽后,把動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)折算成全月運(yùn)行的指標(biāo)，可以看出，平均單井日產(chǎn)液下降0.84 t，日產(chǎn)油下降0.04 t，含水下降0.3%，平均沉沒(méi)度增加233m，泵效提高16.2%，日節(jié)電107 kWh，50口井累計(jì)年節(jié)電113.4×104kWh，見(jiàn)表2。

對(duì)10口井采取上調(diào)參數(shù)間抽試驗(yàn)對(duì)比，重新摸索間抽周期，上調(diào)后，月平均單井運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間減少0.8 d，平均單井日耗電減少9 kWh，系統(tǒng)效率增加10.8%，見(jiàn)表3。

3.5 強(qiáng)化間抽井科學(xué)化管理

間抽試驗(yàn)期間，由于錄取資料的需要，間抽周期不滿一天的井采用了白天啟、晚上停的運(yùn)行管理方式，在實(shí)際間抽中可以采用“移峰填谷”用電模式，白天停、晚上啟，合理優(yōu)化運(yùn)行。同時(shí)，還可以應(yīng)用間抽控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停，方便生產(chǎn)管理，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，更易于推廣應(yīng)用。

4 幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

1）從開展的低產(chǎn)液抽油機(jī)井間抽試驗(yàn)來(lái)看，間抽后產(chǎn)量下降在10%以內(nèi)，影響不大，但節(jié)電效果卻非常明顯，平均單井日節(jié)電107 kWh，節(jié)電率達(dá)50%以上。

2）通過(guò)沉沒(méi)度恢復(fù)曲線法分析，試驗(yàn)區(qū)塊抽油機(jī)間抽運(yùn)行合理沉沒(méi)度范圍在150～600m。

3）通過(guò)間抽后產(chǎn)量、能耗變化規(guī)律，認(rèn)為產(chǎn)量小于10 t/d的油井比較適合實(shí)施間抽措施。

4）應(yīng)用液面自動(dòng)監(jiān)測(cè)儀結(jié)合間抽控制器，能夠快速、及時(shí)、準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)液面變化情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停抽油機(jī)，為間抽井管理提供有效保證。