環(huán)、樹狀流程對(duì)單井產(chǎn)能的負(fù)面影響

梁麗娜

【摘要】油田發(fā)展的方向是開發(fā)精優(yōu)高效、技術(shù)多維集成、地面立體集約、管理降本增效、人才精專多能”，那么在地面工程的建設(shè)當(dāng)中主要體現(xiàn)的就是“集約化建設(shè)，降投資成本”。在流程上主要是采用環(huán)狀、樹狀流程工藝，將原來單井的雙管流程工藝簡(jiǎn)化，降低了地面管網(wǎng)密度。但是在降低投資成本的同時(shí)新技術(shù)和新工藝給油藏工程的評(píng)價(jià)帶來新的問題，環(huán)樹流程設(shè)計(jì)回油壓力為1.5MPa，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于液量、回壓影響，多數(shù)環(huán)樹采出井產(chǎn)液量下降明顯，制約產(chǎn)能釋放的同時(shí)，給地質(zhì)開發(fā)分析及效果評(píng)價(jià)帶來困難。產(chǎn)液量的高低是衡量一口生產(chǎn)井的重要生產(chǎn)參數(shù)之一，如何解決新流程回壓高和單井液量之間的矛盾是目前急需解決的問題。通過本論文，我們研究了環(huán)樹狀流程對(duì)單井產(chǎn)能的影響。為今后其它應(yīng)用環(huán)樹流程區(qū)塊提供有效的產(chǎn)量界定理論依據(jù)。主要成果如下：理論分析出了回壓對(duì)抽油機(jī)井泵效的影響規(guī)律?？偨Y(jié)出了回壓上升規(guī)律，提出了控制回壓的措施建議。

【關(guān)鍵詞】環(huán)狀流程 樹狀流程 回壓 產(chǎn)液量 泵效

1環(huán)狀、樹狀流程解釋

1.1樹狀流程

解釋：樹狀流程有一條摻水干線和一條回油干線，樹狀流程中的單井摻水、回油管線分別搭接在該流程的摻水干線和回油干線上，這樣每口樹狀流程井都自己?jiǎn)为?dú)的的摻水、回油管線。（如圖1），圖（1）中藍(lán)色箭頭表示的是管線內(nèi)液體流向。

1.2環(huán)狀流程

解釋：環(huán)狀流程，顧名思義就是通過一個(gè)回油管線將所有油井串聯(lián)起來的流程形勢(shì)，這條線起點(diǎn)是計(jì)量間摻水線終點(diǎn)是計(jì)量間總回油匯管，所有單井都串聯(lián)在這條管線上。計(jì)量間摻水線出來的水作為整個(gè)管線的伴熱水，單井產(chǎn)液與摻水混合后回到計(jì)量間回油匯管。（如圖2）。

2環(huán)樹狀流程應(yīng)用效果

2.1優(yōu)點(diǎn)

環(huán)樹流程簡(jiǎn)化了流程工藝，增加了投產(chǎn)速度。在新井投產(chǎn)過程中，節(jié)約回油，管線總長(zhǎng)度只相當(dāng)于普通雙管流程的約1/3，地面管線工藝流程投產(chǎn)工期提高6個(gè)月以上。

節(jié)約了計(jì)量間。環(huán)樹流程的采用，減少了總的計(jì)量間回油管線頭數(shù)，因而減少了新投計(jì)量間數(shù)量，既方便了計(jì)量間管理也節(jié)約了投資。

投產(chǎn)后減少了伴熱摻水量。因環(huán)樹流程管線與普通雙管流程相比總長(zhǎng)度縮短、總管徑縮小，所以在冬季生產(chǎn)過程中用來給管線伴熱的摻水量相應(yīng)減少，節(jié)約了轉(zhuǎn)油站伴生氣消耗量。也減少了轉(zhuǎn)油站加熱罐、摻水泵的用量，節(jié)省了轉(zhuǎn)油站地面工藝投資。

方便了地面工程管理。由于地面管網(wǎng)簡(jiǎn)化，所以減少了地面工程管理工作量，同時(shí)降低了地面管線因施工等外力破環(huán)的幾率，進(jìn)而降低了管線穿孔、斷裂的次數(shù)，方便了管理。

2.2缺點(diǎn)

部分環(huán)樹流程因各種原因，回壓定期規(guī)律性升高，最高可超1.5Mpa。目前我們隊(duì)共有21個(gè)樹或環(huán)的73口井因回壓升高需要定期沖洗管線，消耗大量能源，同時(shí)影響了正常熱洗井的完成和質(zhì)量。尤其是冬季增加很多沖回壓工作量。

回壓升高給油井冬季生產(chǎn)管理帶來很多問題。首先，新投環(huán)樹集油流程井設(shè)計(jì)最高回油壓力可達(dá)1.5Mpa，但在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中由于各轉(zhuǎn)油站摻水系統(tǒng)壓力均不能超過1.3Mpa，造成冬季很多回壓高井摻水管線不能摻水，水線凍線事故經(jīng)常發(fā)生。其次，環(huán)樹流程井回油壓力升高后，部分低泵效、低產(chǎn)液井回油回流不暢，回油管線凍事故也時(shí)常發(fā)生。最后回壓升高造成抽油機(jī)井盤根更換周期縮短，螺桿泵機(jī)械密封刺漏維修次數(shù)增加。

回壓升高影響新井產(chǎn)能釋放。在環(huán)樹流程井投產(chǎn)初期為了驗(yàn)證環(huán)樹流程對(duì)流程產(chǎn)液影響，我們?cè)?jīng)采用對(duì)同一樹狀流程采用全部井同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的合量產(chǎn)液與該流程所有井單獨(dú)生產(chǎn)時(shí)的產(chǎn)液和進(jìn)行對(duì)比的方法，計(jì)算得出了環(huán)樹流程減少單井產(chǎn)液15%。每天影響產(chǎn)液400方，油約36噸。

由于環(huán)樹流程井不能單井量油，因此單井產(chǎn)液變化不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，這對(duì)產(chǎn)液變化井的下步措施制定和實(shí)施造成了不利影響。

3回壓升高對(duì)抽油機(jī)井泵效影響規(guī)律認(rèn)識(shí)

抽油機(jī)井泵效影響因素很多，為了從理論上分析、驗(yàn)證回油壓力對(duì)油井產(chǎn)液影響，我們通過分析抽油泵泵效損失因素，給出了泵效隨回壓變化的理論分析結(jié)果。

通過抽油泵的工作原理我們知道抽油泵主要泵效損失因素有以下幾點(diǎn)：（1）沖程損失；（2）間隙漏失量；（3）凡爾漏失；（4）充滿系數(shù)。

3.1回壓對(duì)間隙漏失量的影響：

抽油泵漏失量計(jì)算公式：

（1）

q-抽油泵間隙漏失量，厘米3/秒

D-泵徑，厘米

v-物體的運(yùn)動(dòng)粘度，厘米3/秒

I-活塞長(zhǎng)度，米

-活塞兩端的液體壓差，米

g-重力加速度，厘米/秒2

e-徑向間隙，厘米

VP-活塞運(yùn)動(dòng)速度，厘米/秒

在計(jì)算公式中，只有參數(shù)和回壓相關(guān)，回壓增加相當(dāng)于增加了活塞上端液體壓力，將井內(nèi)液體密度近似看為1103kg/m3，回壓每增加1MPa，相當(dāng)于增加液柱100m。即參數(shù)增加100米。所以回壓增加回顯著增加抽油泵的間隙漏失量。設(shè)kh為回壓，單位MPa，間隙漏失量隨回壓的變關(guān)系可表示為：

（2）

因回壓增高，而增加的間隙漏失泵效損失為：

（3）

Q-為單井的實(shí)際日產(chǎn)液，立方米。

通過該公式，就可以定量的計(jì)算出回壓與泵間隙漏失量的關(guān)系。但由于間隙漏失量和活塞與泵筒間隙有關(guān)，因而會(huì)隨時(shí)間因間隙增大而增大。

4環(huán)樹流程回壓上升規(guī)律認(rèn)識(shí)及降回壓措施實(shí)施

環(huán)樹流程回壓高分以下幾種類型：（1）流程產(chǎn)液量大，在管徑固定、長(zhǎng)度固定的情況下單根管線內(nèi)流量越大管線內(nèi)壓力肯定越高。由于這一原因造成管線內(nèi)回壓高的流程，治理方法只能是加粗管線或拆分流程，降低管線內(nèi)流量，進(jìn)而達(dá)到降低回壓目的。這樣的流程我們找出了2個(gè)環(huán)狀流程、6個(gè)樹狀流程。并對(duì)這些流程進(jìn)行了拆分改造，通過改造我們即達(dá)到了降低回壓的目的，同時(shí)釋放了產(chǎn)能。（2）管線長(zhǎng)度過長(zhǎng)，流體在管線內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中摩擦阻力增加，造成流程回壓偏高。這樣的流程因受井的地理位置限制，流程無法改造。解決措施只能是采用光面內(nèi)壁管線，以降低流體摩擦阻力。（3）摻水伴熱不夠造成回油溫度低，或是原油含聚濃度大，造成回油粘度增加，流動(dòng)阻力增加，流程回壓增加。對(duì)于這樣的流程我們應(yīng)當(dāng)增加摻水溫度、壓力，保證回油溫度在合理范圍內(nèi)。我們聚中609轉(zhuǎn)油站系統(tǒng)就是因?yàn)閾剿疁囟鹊驮斐苫赜蜏囟鹊?，該系統(tǒng)回壓普遍偏高。今年冬季我們計(jì)劃對(duì)聚中609轉(zhuǎn)油站摻水系統(tǒng)進(jìn)行了改造，增加2臺(tái)摻水加熱爐。保證摻水溫度，達(dá)到降回壓目的。（4）回油管線結(jié)蠟、結(jié)垢造成管線，這些管線需要定期熱洗清除管線內(nèi)蠟質(zhì)和污垢，根據(jù)上面回壓產(chǎn)量損失比例曲線我們知道，回壓在1.0以上時(shí)，產(chǎn)量損失增加較快，因此對(duì)這些管線我們規(guī)定回壓到1.0Mpa時(shí)進(jìn)行沖洗。

5結(jié)語

（1）現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和理論分析都證實(shí)，回壓升高會(huì)增加油井泵效損失，降低單井產(chǎn)液。（2）環(huán)、樹流程的采用，有簡(jiǎn)化流程設(shè)計(jì)、節(jié)約建設(shè)資金的優(yōu)勢(shì)，也為采油工程和地面工程管理帶來了難度，影響了產(chǎn)能釋放。（3）針對(duì)不同回壓上升原因，采取合理措施，可以控制好回壓同時(shí)增加產(chǎn)能。