智能間抽技術(shù)在華慶超低滲透油藏的應(yīng)用

張小榮 姜志剛 鄢長頡

1中國石油長慶油田分公司質(zhì)量管理與節(jié)能處2長慶油田分公司采油一廠

智能間抽技術(shù)在華慶超低滲透油藏的應(yīng)用

張小榮1姜志剛1鄢長頡2

1中國石油長慶油田分公司質(zhì)量管理與節(jié)能處2長慶油田分公司采油一廠

根據(jù)華慶低產(chǎn)井流入特性曲線，通過數(shù)值模擬，得出華慶低產(chǎn)井間抽制度優(yōu)選方案。合理的間抽制度對(duì)產(chǎn)液量的影響很小，在智能算法優(yōu)化控制下，根據(jù)油井生產(chǎn)變化情況，用軟件的自學(xué)習(xí)功能可以對(duì)間抽制度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)產(chǎn)液量的影響可以控制在4%以內(nèi)，部分井甚至不會(huì)影響產(chǎn)量，生產(chǎn)時(shí)間卻可以減少4～15h，顯著縮短油井的生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)能降耗效果顯著。試驗(yàn)中油井的功圖有時(shí)不能準(zhǔn)確反應(yīng)油井的出液量情況，尚有未知因素影響實(shí)際產(chǎn)量，需有效診斷出實(shí)際泵況來匹配間抽制度。

智能；間抽；節(jié)能降耗；現(xiàn)場試驗(yàn)

1 超低滲透油藏特點(diǎn)及生產(chǎn)現(xiàn)狀

華慶超低滲油藏以三疊系為主力油藏，儲(chǔ)層巖性主要為粉細(xì)～細(xì)粒長石砂巖，碎屑成分以長石為主，巖心分析平均孔隙度12.0%，砂層平均厚度29.3m，油層平均厚度20.0m。滲透率僅為0.35mD，屬典型的致密油藏，與已開發(fā)的特低滲透油藏相比，巖性更致密，孔喉更細(xì)微，應(yīng)力敏感性更強(qiáng)、物性更差，開發(fā)難度更大。

目前華慶超低滲透油藏平均單井產(chǎn)量1.01t/d，平均生產(chǎn)參數(shù)為：沖程2.1m，沖次1.9min-1，泵徑29.3mm，抽油系統(tǒng)生產(chǎn)參數(shù)設(shè)置基本達(dá)到最低極限，但泵效只有30.1%，機(jī)采系統(tǒng)效率僅為13.4%，生產(chǎn)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他油藏。

通過油井示功圖檢測、靜動(dòng)液面檢測顯示地層間歇出油現(xiàn)象嚴(yán)重，供液不足油井占生產(chǎn)井?dāng)?shù)的56.3%，該部分油井空抽時(shí)間占開井時(shí)間的50%，電能損耗嚴(yán)重。

2 間抽制度的確定

為了解決低產(chǎn)井間歇出液嚴(yán)重，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重的問題，2010年起采用人工操作的方式進(jìn)行油井間抽。由于井場無人值守，難以保證間抽時(shí)間，且存在操作安全風(fēng)險(xiǎn)大、勞動(dòng)強(qiáng)度大、不能適應(yīng)數(shù)字化的管理需求等問題，為此依托油井?dāng)?shù)字化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，采用智能間抽方式[1]。

2.1 新型油井流入動(dòng)態(tài)曲線特征

根據(jù)傳統(tǒng)油井流入特征曲線可知，間開會(huì)造成油井產(chǎn)量的降低，應(yīng)用智能間抽技術(shù)的關(guān)鍵就是確定適合于油井出液規(guī)律的間開制度，將間開造成的產(chǎn)量損失降到最低。水驅(qū)油藏油井流入動(dòng)態(tài)曲線其具有偏轉(zhuǎn)特征，即存在一個(gè)非零的流動(dòng)壓力使油井產(chǎn)液量達(dá)到最大值，該流動(dòng)壓力即為最小流壓界限。當(dāng)油井流壓大于最小流壓界限時(shí)，油井產(chǎn)量隨流壓的降低而增加；當(dāng)油井流壓小于最小流壓界限時(shí)，油井產(chǎn)量隨流壓的降低而降低。

解決問題的關(guān)鍵就是找到低產(chǎn)井的最小流壓界限，通過合理的間抽控制，使油井流壓保持在最小流壓范圍內(nèi)，即可使間抽對(duì)油井產(chǎn)量的影響降至最低。

根據(jù)新型油井流入特性曲線，結(jié)合試驗(yàn)低產(chǎn)井油藏參數(shù)，分別繪出產(chǎn)量為1、1.5和2t/d時(shí)的油井流入特性曲線。

華慶油田低產(chǎn)井流壓為6～8MPa，對(duì)比不同液量井的油井流入特性曲線可知，最小流壓界限約為5.2MPa，即華慶油田生產(chǎn)流壓高于最小流壓界限值。如果長時(shí)間停井，勢必會(huì)對(duì)油井產(chǎn)量造成較大影響。

2.2 間抽制度的確定

根據(jù)華慶超低滲透油藏低產(chǎn)井流入特性曲線，通過建立停抽過程中液面恢復(fù)高度及抽油周期內(nèi)油井產(chǎn)量的仿真模型，分析不同停抽周期的油井產(chǎn)量以及所對(duì)應(yīng)的抽油周期，并根據(jù)所給定的允許產(chǎn)量下降界限（以產(chǎn)量下降率不大于5%為標(biāo)準(zhǔn)）可繪制出油井停抽周期優(yōu)選圖譜。

根據(jù)不同產(chǎn)量井的油井停抽周期優(yōu)選圖譜，得出不同產(chǎn)量油井停抽時(shí)長如下：當(dāng)油井產(chǎn)量≤1t/d時(shí)，停抽時(shí)長為20～12h；當(dāng)油井產(chǎn)量1～1.5t/d時(shí)，停抽時(shí)長12～8h；當(dāng)油井產(chǎn)量1.5～2t/d時(shí)，停抽時(shí)長8～4h。

根據(jù)華慶油田生產(chǎn)流壓現(xiàn)狀及新型油井流入特性曲線分析結(jié)果可知，長時(shí)間停井會(huì)降低油井產(chǎn)量。理論上，停機(jī)次數(shù)越多，對(duì)產(chǎn)量的影響率越低。通過進(jìn)一步的分析仿真，并繪制了不同產(chǎn)量油井累計(jì)停抽時(shí)間以及停抽次數(shù)對(duì)油井產(chǎn)量下降率的影響仿真曲線。由仿真曲線分析結(jié)果表明，以產(chǎn)量下降率不高于5%為標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)量為1.5m3/d油井間歇抽油制度確定為：抽油4.0h，停抽2.0h；產(chǎn)量為1m3/d油井間歇抽油制度確定為：抽油3.5h，停抽2.5h。

按照以上仿真分析方法，確定出不同油井合理的間抽制度，編寫間抽控制程序，在長慶超低滲透油藏22口井進(jìn)行間開試驗(yàn)，其分析處理流程見圖1。

圖1 智能間抽控制分析處理流程

3 現(xiàn)場試驗(yàn)效果

為了驗(yàn)證理論研究得出的華慶超低滲透油藏低產(chǎn)井間歇抽油制度的合理性及實(shí)際效果，選取了華慶油田白153區(qū)的22口低產(chǎn)井油井開展現(xiàn)場試驗(yàn)。

3.1 間抽與常開功圖對(duì)比

通過對(duì)比油井常開與間抽疊加功圖可以看到，在常開工作狀態(tài)下，泵基本在供液不足狀態(tài)下工作；通過間抽停井后，功圖充滿程度有較明顯提高，低效抽油工作時(shí)間減少[2]。

3.2 油井間抽與常開生產(chǎn)情況對(duì)比

對(duì)試驗(yàn)的22口井間抽產(chǎn)量與正常開井產(chǎn)量進(jìn)行監(jiān)測對(duì)比（間抽與常開分別為3天），22口井常開時(shí)平均日產(chǎn)油1.15m3，間抽后平均日產(chǎn)液量1.14m3，平均日產(chǎn)液量約下降0.01m3，降比0.88%，平均單井產(chǎn)油量下降0.006t。而平均單井日生產(chǎn)時(shí)間卻減少了10小時(shí)56分，顯著縮短了抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約了電能，減少了管桿及設(shè)備的磨損[3]。

4 效益評(píng)價(jià)

4.1 直接效益

經(jīng)測算，常開井日均耗電量平均為180kW·h，應(yīng)用的22口井平均停井時(shí)間約為11h，單井日節(jié)約電量82.5kW·h，年節(jié)約電費(fèi)42.40萬元；按照國際原油價(jià)格計(jì)算（約合4000元/噸），年油量減少損失收入19.27萬元。年直接經(jīng)濟(jì)效益=年節(jié)約電費(fèi)量－年油量減少損失收入=23.13萬元。間抽軟件費(fèi)用5000元/套，22口井軟件安裝費(fèi)用為11萬元，半年即可收回成本。

4.2 間接效益

油井間抽后生產(chǎn)時(shí)間縮短，油管桿服役期及檢泵周期延長，以目前檢泵周期538天為基礎(chǔ)，間抽后檢泵周期理論上可延長至830天；同時(shí)，每年每口井減少的油管桿更換數(shù)量約為10根。年間接經(jīng)濟(jì)效益為22.9萬元。規(guī)模推廣后，經(jīng)濟(jì)效益更為可觀。

5 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

（1）根據(jù)華慶低產(chǎn)井流入特性曲線，通過數(shù)值模擬，得出華慶低產(chǎn)井間抽制度優(yōu)選方案。當(dāng)油井產(chǎn)量≤1t/d時(shí)，停抽時(shí)長為20～12h；當(dāng)油井產(chǎn)量為1～1.5t/d時(shí)，停抽時(shí)長12～8h；當(dāng)油井產(chǎn)量為1.5～2t/d時(shí)，停抽時(shí)長8～4h；并根據(jù)不同油井生產(chǎn)參數(shù)情況采用多次、分段間抽制度。

（2）油井的出油帶有一定的間歇性質(zhì)（未必是井底的間歇出油），該技術(shù)可以根據(jù)油井產(chǎn)液量的變化，自動(dòng)調(diào)整間開制度。

（3）合理的間抽制度對(duì)產(chǎn)液量的影響很小，在智能算法優(yōu)化控制下，根據(jù)油井生產(chǎn)變化情況，用軟件的自學(xué)習(xí)功能可以對(duì)間抽制度進(jìn)行調(diào)整，對(duì)產(chǎn)液量的影響能可控制在4%以內(nèi)，部分井甚至不會(huì)影響產(chǎn)量，生產(chǎn)時(shí)間卻可以減少4～15h，可以顯著縮短油井的生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)能降耗效果顯著。

（4）試驗(yàn)中油井的功圖有時(shí)不能準(zhǔn)確反應(yīng)油井的出液量情況，尚有未知因素影響實(shí)際產(chǎn)量，需有效診斷出實(shí)際泵況來匹配間抽制度。

[1]王永宏．超低滲透油藏合理流壓的確定方法[J]．石油化工應(yīng)用，2010（9）：26-28.

[2]蘇永新．一種新型的油井流入動(dòng)態(tài)曲線[J]．油氣井測試，2001（5）：10-15.

[3]姜振強(qiáng)，王曉冬，周叢叢．井筒壓降對(duì)水平井入流動(dòng)態(tài)的影響[J]．油氣地質(zhì)與采收率，2009（2）：81-84.

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.004