應(yīng)用成熟技術(shù) 延長(zhǎng)低產(chǎn)低滲透油田抽油機(jī)井檢泵周期

吳載全 張 艷 代志華

中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠 工程技術(shù)大隊(duì) （黑龍江 大慶 163853）

低產(chǎn)低滲透油田地層能量低、供液能力差、單井產(chǎn)量低。抽油機(jī)井生產(chǎn)時(shí)，流體流速慢甚至間歇出油，攜帶雜質(zhì)能力差，從井內(nèi)流出的泥砂易沉積在抽油泵內(nèi)，造成卡泵、漏失、斷脫等機(jī)械事故。為了使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)，需要對(duì)發(fā)生事故的井進(jìn)行作業(yè)，每2次作業(yè)的時(shí)間間隔稱為油井檢泵周期。檢泵周期越長(zhǎng)油井生產(chǎn)產(chǎn)生的效益越高；反之，不但增加作業(yè)成本，而且作業(yè)過(guò)程會(huì)污染油層、影響原油產(chǎn)量。有針對(duì)性的采取措施，改進(jìn)日常洗井方法，優(yōu)化扶正器位置和數(shù)量，下沖砂管柱清理泥砂，實(shí)施間歇采油等技術(shù)，預(yù)防和治理檢泵作業(yè)，延長(zhǎng)檢泵周期。

1 應(yīng)用成熟技術(shù)延長(zhǎng)檢泵周期

1.1 改進(jìn)洗井方法治理卡泵

洗井是在地面向井筒內(nèi)打入具有一定性質(zhì)的洗井工作液，把井壁和油管上的結(jié)蠟、死油、鐵銹、雜質(zhì)等臟物混到洗井工作液中帶到地面的施工[1]。洗井也是抽油機(jī)井解卡的傳統(tǒng)方法之一。一般采用反洗井方式，用泵車加壓，把洗井液從套管打入，經(jīng)過(guò)篩管沖洗抽油泵，最后從油管流出，完成一個(gè)循環(huán)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間沖刷、沖洗抽油泵內(nèi)的泥砂，達(dá)到管柱解卡的目的。但這種傳統(tǒng)的洗井方法在洗井時(shí)活塞在泵筒內(nèi)阻礙泥砂流動(dòng)，導(dǎo)致解卡成功率不高。

為了提高洗井解卡成功率，對(duì)洗井方法進(jìn)行了改進(jìn)。

改進(jìn)一:把活塞提出泵筒。根據(jù)管柱結(jié)構(gòu)和抽油泵原理，用提升設(shè)備上提抽油桿柱，把活塞提出泵筒，讓活塞與泵筒分離，使卡泵的泥砂等雜物，落到泵底，然后洗井。這樣，即能沖出卡泵物質(zhì)，又有利于沖洗活塞表面和泵筒內(nèi)壁。

改進(jìn)二:洗井液由清水改為熱泡沫洗井液。原油含蠟，尤其是稠油井，在低溫情況下，蠟分子結(jié)晶析出成固體，增加抽油桿柱與油管的摩擦力，達(dá)到一定程度，抽油桿柱就會(huì)出現(xiàn)蠟卡現(xiàn)象。以往蠟卡洗井采用的洗井液為清水，靠高溫清水溶解蠟分子。但低產(chǎn)低滲透油田井深，洗井液溫度降低速度快，對(duì)于結(jié)蠟嚴(yán)重的井，無(wú)法完全溶解，所以導(dǎo)致蠟卡洗井成功率低。為了提高蠟卡洗井成功率，根據(jù)原油特點(diǎn)，在清水中加入熱泡沫化學(xué)藥劑。熱泡沫具有親油的性能，蠟分子與熱泡沫分子結(jié)合在一起，可以形成乳濁液，而且熱泡沫還具有抑制黏土膨脹的特性，利用該物質(zhì)洗井，既可提高攜砂能力，又能保護(hù)油層。通過(guò)試驗(yàn)還摸索了用熱泡沫洗井的方法:先用小排量從套管灌入高溫?zé)崤菽淳?，依靠洗井液的高溫物理作用和熱泡沫分子與蠟分子的化學(xué)作用，充分溶解蠟分子，解卡抽油桿柱；然后，加大排量連續(xù)沖洗，實(shí)現(xiàn)解卡、沖洗管柱的雙重目的，延長(zhǎng)檢泵周期。

經(jīng)過(guò)以上2種改進(jìn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)61口井，成功解卡42口井，解卡成功率由33.6%提高到68.9%。

1.2 隨作業(yè)探砂面、沖砂預(yù)防卡泵

低產(chǎn)低滲透油田絕大部分井需要壓裂改造，甚至重復(fù)壓裂，達(dá)到增油上產(chǎn)的目的。進(jìn)入地層的壓裂砂，在閉合力的作用下，相對(duì)固定在油層內(nèi)，但隨油井生產(chǎn)，在油流的攜帶及地層壓力的推動(dòng)下，部分壓裂砂流入井內(nèi)；也有的油田由于地層膠結(jié)不好，地層砂也會(huì)流入井內(nèi)，帶來(lái)卡泵隱患。于是借檢泵作業(yè)時(shí)機(jī)，加深管柱探砂面，及時(shí)清理井內(nèi)泥砂，預(yù)防卡泵。

沖砂就是用高速流動(dòng)的液體將井底砂子沖散，并利用循環(huán)上返的液流將沖散的砂子帶到地面的工藝過(guò)程[2]。

保證將砂子帶出地面的條件是[2]:

式中:vt—沖砂液上升速度，m/s;

vd—砂子在靜止沖砂液的自由下沉速度，m/s。

沖砂所需要的最低排量是[2]:

式中:Qmin—沖砂要求的最低排量，m3/h；

A—沖砂液上返流動(dòng)截面積，m2；

vmin—保證沖砂上返地面所需要最低流動(dòng)速度，m/s。

沖砂后，砂子清除井內(nèi)，改變了抽油泵工作環(huán)境，減少了卡泵機(jī)會(huì)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)47口，隨日常維護(hù)作業(yè)而加深原井管柱探砂面沖砂井的卡泵比率降低了29%，使檢泵周期延長(zhǎng)103d。

1.3 實(shí)施間抽采油降低抽油泵漏失比率

低產(chǎn)低滲透油田由于供液能力差，部分井間歇出油，抽油泵低沉沒(méi)度運(yùn)行，加速活塞磨損，造成抽油泵漏失。針對(duì)供液不足井在保證產(chǎn)量不降的情況下實(shí)施間歇采油。抽油機(jī)井供液不足的原因是抽油能力大于地層供給能力，在地層供給一定的情況下，調(diào)整抽油泵的抽油能力。調(diào)整的方法是減少抽油泵工作時(shí)間，達(dá)到供采協(xié)調(diào)，減少抽油泵的低沉沒(méi)度的運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)檢泵周期。為制定合理的開(kāi)關(guān)井時(shí)間，通過(guò)連續(xù)液面監(jiān)測(cè)儀，時(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)液面變化，繪制液面變化曲線，根據(jù)液面變化制定間歇周期，并開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)井基本情況如下:泵深為1062m，沉沒(méi)度49m，日產(chǎn)液2.6t，日產(chǎn)油0.9t。通過(guò)示功圖分析供液能力差，實(shí)施間歇采油，開(kāi)始間抽制度為開(kāi)18h關(guān)6h。關(guān)井恢復(fù)液面開(kāi)始監(jiān)測(cè)液面變化，關(guān)井6h液面由1040m恢復(fù)到930m，在開(kāi)井18h中僅5.2h液面由930m又抽到1040m，12.8h液面不變處于低沉沒(méi)度運(yùn)行狀態(tài)。針對(duì)這一情況對(duì)開(kāi)關(guān)井時(shí)間施行調(diào)整，調(diào)整為開(kāi)16h關(guān)8h，同樣的監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)低沉沒(méi)度運(yùn)行時(shí)間為10.2h，繼續(xù)調(diào)整直至將制度定為開(kāi)12h關(guān)12h，消除了低沉沒(méi)度運(yùn)行。具體的執(zhí)行情況見(jiàn)表 1。

通過(guò)該方法制定的間歇周期已經(jīng)實(shí)施50口井，大大減少了因沉沒(méi)度低造成活塞漏失井，與2012年同期對(duì)比減少漏失7口井，而且單井平均節(jié)約耗電32%。

1.4 優(yōu)化扶正器位置和數(shù)量，減少抽油桿磨斷磨脫比率

抽油機(jī)井管柱結(jié)構(gòu)為:抽油桿+油管+抽油泵+篩管+絲堵。該管柱工作原理是:抽油機(jī)帶動(dòng)抽油桿柱，上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，抽油泵把原油抽到地面。低產(chǎn)低滲透油田井深，抽油桿下行時(shí)，中心點(diǎn)至活塞部分，桿柱受壓而彎曲，發(fā)生偏磨，致使抽油桿磨斷磨脫，而減少磨損的有效方法就是安裝扶正器。

為了確保安裝的扶正器能夠有效的起到預(yù)防偏磨的作用，對(duì)扶正器的安裝位置及數(shù)量進(jìn)行了優(yōu)化。

在直井上，通過(guò)計(jì)算得出抽油桿的中心點(diǎn)的位置，中心點(diǎn)以下為偏磨井段，在每根抽油桿上安裝1個(gè)扶正器；在斜井上，利用井斜數(shù)據(jù)，模擬井眼軌跡，建立抽油桿柱空間三維力學(xué)平衡方程，計(jì)算出從井口到柱塞各個(gè)位置的受力和形變情況。根據(jù)模擬出的抽油桿變形情況，在不同位置安裝不同數(shù)量的扶正器，實(shí)現(xiàn)了定向井扶正器個(gè)性化設(shè)計(jì)，表2為某斜井扶正器優(yōu)化實(shí)例。量進(jìn)行了優(yōu)化，與去年同期對(duì)比減少抽油桿偏磨9口井，檢泵周期延長(zhǎng)了89d。

表1 某井間抽制度調(diào)整表

表2 某斜井扶正器優(yōu)化結(jié)果

2 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）活塞提出泵筒洗井能夠提高洗井解卡成功率。

（2）借檢泵作業(yè)時(shí)機(jī)，加深原井管柱探砂面，及時(shí)清理井內(nèi)泥砂能夠預(yù)防卡泵。

（3）供液不足井實(shí)施間歇采油，不但延長(zhǎng)檢泵周期，而且節(jié)電。

（4）優(yōu)化扶正器位置和數(shù)量是解決桿管偏磨問(wèn)題的有效方法。

[1]吳奇.井下作業(yè)監(jiān)督[M].北京:石油工業(yè)出版社，2003.

[2]孫樹(shù)強(qiáng).井下作業(yè)[M].北京:石油工業(yè)出版社，2006.

[3]萬(wàn)仁溥.采油工程手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社，2003.