喇嘛甸油田油井回壓對(duì)產(chǎn)液及能耗的影響分析

丁浩洪 郎衛(wèi)生 王兵 張乃亮（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田油井回壓對(duì)產(chǎn)液及能耗的影響分析

丁浩洪 郎衛(wèi)生 王兵 張乃亮（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

針對(duì)抽油機(jī)井回壓過(guò)高影響產(chǎn)液和能耗的問(wèn)題，通過(guò)分析回壓與產(chǎn)液、能耗的變化規(guī)律，分析總結(jié)回壓升高對(duì)電能消耗、油井載荷、產(chǎn)液量的影響程度，并結(jié)合理論計(jì)算，以噸液耗電為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)給出合理的回壓控制經(jīng)濟(jì)界限，選取回壓0.6 MPa作為上限點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)根據(jù)回壓控制經(jīng)濟(jì)界限進(jìn)行了實(shí)施，取得了較好的實(shí)施效果。

油井回壓 產(chǎn)液 能耗 界限

喇嘛甸油田抽油機(jī)井平均單井回壓0.51 MPa，平均單井日產(chǎn)液60.9 t，平均單井日耗電251.04 kWh。采油過(guò)程中在一定時(shí)間內(nèi)地層靜壓等參數(shù)不變，井口回壓的上升必然會(huì)影響油井井底流壓及抽油泵的流量，進(jìn)而影響到油井的產(chǎn)液量。同時(shí)隨著油井回壓的變化，抽油機(jī)活塞受到的壓力及載荷產(chǎn)生相應(yīng)變化，必將影響電能消耗。為研究井口回壓對(duì)油井產(chǎn)液量和耗電量的影響規(guī)律以及計(jì)量間來(lái)液匯管壓力升高對(duì)單井回壓、產(chǎn)液量、耗電量的影響，開展了回壓對(duì)產(chǎn)液量及耗電量影響現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)選取了喇嘛甸油田北西一區(qū)，本區(qū)塊初期單井平均射開砂巖厚度8.3 m，有效厚度6.1 m，分別占發(fā)育厚度的61.9%、56.0%，平均滲透率為0.323 μm2。目前平均單井日產(chǎn)液51.25 t，年均綜合含水95.80%。

1 回壓對(duì)產(chǎn)液及能耗的影響

為細(xì)化抽油機(jī)井回壓變化對(duì)油井產(chǎn)量、載荷以及電能消耗的影響情況，現(xiàn)場(chǎng)采取了產(chǎn)液分級(jí)的方式進(jìn)行測(cè)試分析。首先，現(xiàn)場(chǎng)選取了30～50 t/d、60～80 t/d、80 t/d以上三個(gè)產(chǎn)液量級(jí)別的53口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試，同時(shí)要求所選油井泵況正常，油井沉沒度基本相當(dāng)，集輸管徑、離計(jì)量間距離等較為接近。其次井口油壓的控制間隔為4 h相對(duì)較為均勻，不同油壓下的運(yùn)行時(shí)間為4 h，量油有明確的時(shí)間間隔。

1.1 回壓對(duì)油井產(chǎn)液的影響

通過(guò)對(duì)53口井產(chǎn)液與回壓的計(jì)量分析，從測(cè)試曲線（圖1、圖2）可以看出，隨著回壓的升高，平均單井產(chǎn)液逐步下降。從圖3可以看出產(chǎn)液隨回壓升高而降低，當(dāng)回壓增至1.5 MPa時(shí)，產(chǎn)液下降幅度最大，平均降幅達(dá)9.65%，隨后產(chǎn)液隨油井回壓升高而下降。整個(gè)變化趨勢(shì)是產(chǎn)液隨回壓的上升而下降。

圖1 產(chǎn)液30～50 t/d油井產(chǎn)液量、液面隨回壓的變化曲線

圖2 產(chǎn)液60～80 t/d油井產(chǎn)液量、液面隨回壓的變化曲線

圖3 油井產(chǎn)液隨回壓下降幅度曲線

油井產(chǎn)量下降原因分析：為使回壓上升，現(xiàn)場(chǎng)采取了控制回油閘門，從而導(dǎo)致流體在通過(guò)閘板口突變的流斷面時(shí)，流體的流量減少，流體的能量損失增加，流速減弱，油井產(chǎn)液量下降；油井回壓上升后，使井底壓力升高，井底流壓上升，降低了生產(chǎn)壓差，油井產(chǎn)量下降；回壓上升后，使抽油機(jī)井在下沖程時(shí)，油管內(nèi)液體對(duì)游動(dòng)閥有一定的壓力，導(dǎo)致泵筒內(nèi)的游動(dòng)閥關(guān)閉滯后，流體回流量增加，出液量減少[1]。

1.2 回壓對(duì)油井能耗的影響

為全面分析回壓對(duì)油井能耗的影響程度，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)油井的載荷、運(yùn)行電流以及有功功率隨回壓升高的變化趨勢(shì)進(jìn)行了測(cè)試分析。

1.2.1 油井載荷隨回壓升高的變化情況

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)53口井的載荷隨回壓變化情況進(jìn)行了測(cè)試，從測(cè)試曲線（圖4）可以看出，隨油壓的增高平均單井載荷不斷增大。其載荷增加趨勢(shì)基本隨回壓的增加呈現(xiàn)線性增加。同時(shí)，結(jié)合理論計(jì)算進(jìn)行了對(duì)比分析，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)同理論計(jì)算變化趨勢(shì)一致，進(jìn)一步驗(yàn)證了試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

圖4 油井載荷隨回壓的變化曲線

抽油機(jī)井上、下沖程懸點(diǎn)載荷[2]：

式中：

Wu、Wd——上、下沖程時(shí)的懸點(diǎn)載荷，N；

Pbu、Pbd——上、下沖程中井口回壓造成的懸點(diǎn)載荷，N；

W1——作用在活塞上的慣性載荷，N；

Iu、Id——上、下沖程的慣性載荷，N；

Fu、Fd——上、下沖程中的摩擦載荷，N；

Pv——震動(dòng)載荷，N；

Pi——上沖程中吸入壓力作用在活塞上產(chǎn)生的載荷，N。

1.2.2 油井能耗隨回壓升高的變化情況

由于產(chǎn)液隨油井回壓的升高而降低，油井能耗具有不統(tǒng)一性，為此，在能耗評(píng)價(jià)時(shí)采用噸液耗電來(lái)比較不同回壓下的油井能耗狀況。

從測(cè)試數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)曲線（圖5）可以看出，隨油井回壓的升高油井的噸液耗電逐步增加，油井能耗在回壓為0.6 MPa時(shí)增加幅度最大，然后隨回壓的增高能耗增加幅度逐步減小。

圖5 油井能耗隨回壓的變化曲線

抽油機(jī)在上、下沖程過(guò)程中做功[3]：

式中：

Pu——平衡塊在上沖程中所需要的功，J；

Pw——平衡塊在下沖程中所需要的功，J；

Pmd1、Pmd2——在上、下沖程中電動(dòng)機(jī)所做的功，J；

Pd1、Pd2——抽油桿柱在上、下沖程中對(duì)平衡塊所做的功，J。

根據(jù)計(jì)算公式可以看出，抽油機(jī)在上沖程中，井口回壓上升增大了上行載荷Pu，因此使電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出功Pmd1增大。根據(jù)計(jì)算公式（4）可以看到，井口回壓上升使抽油機(jī)在下沖程中，相當(dāng)于減輕了抽油桿的自重，使在下沖程中抽油桿自重做功Pd2相對(duì)減小，電動(dòng)機(jī)對(duì)外輸出功Pmd2增大。

2 經(jīng)濟(jì)界限分析

根據(jù)回壓升高對(duì)油井產(chǎn)液、能耗的影響分析可以看出，通過(guò)合理控制回壓可有效降低油井能耗，降低回壓對(duì)油井產(chǎn)液的影響。為此，以電能消耗及產(chǎn)液為基準(zhǔn)確定了回壓控制上限。

根據(jù)能耗波動(dòng)幅度與回壓的變化情況（圖6）可以看出，隨著回壓的增加，能耗在逐漸增加，當(dāng)回壓為0.6 MPa時(shí)能耗增幅最大，此后能耗也在增加，但是增幅相對(duì)減小。以噸液能耗最低作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，選取回壓在0.6 MPa時(shí)作為能耗的上限點(diǎn)。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.004.002

丁浩洪，工程師，2005年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（信息與計(jì)算科學(xué)專業(yè)），從事信息數(shù)據(jù)管理軟件開發(fā)工作，E-mail：dinghaohong@126.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠工程技術(shù)大隊(duì)，163114。