遼河油田水平井舉升技術(shù)研究與應(yīng)用

孫振宇

摘 要：截止2013年底遼河油田水平井總數(shù)已超過(guò)1300口，廣泛應(yīng)用于稀油、稠油、高凝油等多個(gè)油藏類型。由于水平井井身結(jié)構(gòu)的特殊性，加之部分油井存在出砂、井底溫度高、液面低、井斜大、排液量大等問(wèn)題，平均檢泵周期僅有220天。針對(duì)這些難題，遼河油田經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)，研發(fā)了水平井特種泵舉升技術(shù)、水平井替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)，及相應(yīng)的舉升配套工具及裝置，使水平井平均檢泵周期達(dá)到400天以上，為水平井技術(shù)在遼河油田的實(shí)施提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：水平井 防偏磨 特種泵舉升 一體化舉升

中圖分類號(hào)：TE2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）02（a）-0077-01

遼河油田水平井舉升方式主要采用有桿泵和氣舉2種，其中有桿泵舉升占總井?dāng)?shù)的90%以上。氣舉主要應(yīng)用于地層能量高、氣油比高的稀油區(qū)塊。遼河油田水平井大多數(shù)地層能量不足，泵要下在大斜度段，導(dǎo)致桿柱偏磨嚴(yán)重，針對(duì)這一問(wèn)題，研發(fā)了水平井舉升系列技術(shù)，延緩桿柱偏磨、延長(zhǎng)檢泵周期；對(duì)于采用氣舉的水平井，研制了能夠降低城區(qū)作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，減少壓井作業(yè)，減小地層污染，縮短完井周期的替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)。

1 水平井有桿泵舉升技術(shù)

1.1 水平井有桿泵舉升優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

針對(duì)水平井有桿泵舉升的特點(diǎn)，采用有桿泵系統(tǒng)分析方法，優(yōu)化有桿泵舉升設(shè)計(jì)，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有桿泵舉升優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件1套，該軟件在實(shí)現(xiàn)RodStar功能基礎(chǔ)上，考慮了井筒壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、地層壓力等更多因素，使最終的計(jì)算結(jié)果比以往軟件計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確，應(yīng)用其對(duì)水平井舉升進(jìn)行防偏磨設(shè)計(jì)，計(jì)算出扶正器合理下放位置，減緩生產(chǎn)管柱的偏磨，統(tǒng)計(jì)8口因抽油桿斷/卡/脫而檢泵水平井，優(yōu)化后平均單井延長(zhǎng)生產(chǎn)檢泵周期34.5d，平均提高泵效5%以上。

1.2 水平井特種抽油泵

水平井特種抽油泵分為兩類：一類是針對(duì)特超稠油使用的重球擴(kuò)孔泵，另一類是用在出砂井上的強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉泵。

1.2.1 重球擴(kuò)孔泵

該泵是將原普通管式泵的凡爾進(jìn)油通道擴(kuò)孔加大，減少入泵阻力，同時(shí)采取重球的方式提高球的密封性和回位速度，該泵下入最大井斜40°，平均泵效48%，平均檢泵周期380天以上。

1.2.2 強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉泵

強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉抽油泵分為2種：一種是簡(jiǎn)易強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉抽油泵；另一種是強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉柔性金屬泵。

簡(jiǎn)易強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉抽油泵在游動(dòng)凡爾和固定凡爾結(jié)構(gòu)中加入適當(dāng)?shù)膹?fù)位彈簧，起到凡爾關(guān)閉動(dòng)作的輔助作用，該泵下入最大井斜50°，平均泵效55%，平均檢泵周期420天以上。

強(qiáng)開(kāi)強(qiáng)閉柔性金屬泵柱塞采用完全獨(dú)立的多級(jí)密封單元結(jié)構(gòu)，具有防氣鎖功能，在軸向和徑向均具有柔韌性，柱塞和泵筒之間的密封間隙為彈性間隙，密封單元結(jié)構(gòu)短，不宜砂卡。該泵下入最大井斜80°，平均泵效68%，平均檢泵周期450天以上。

1.3 水平井有桿泵舉升防偏磨技術(shù)

1.3.1 抗彎防偏磨副技術(shù)

該技術(shù)就是將抽油桿與油管之間的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榭鼓ジ钡幕缀湍Σ翖U之間的摩擦?；變?nèi)壁具有堅(jiān)硬耐磨層，摩擦桿外表面經(jīng)熱噴涂處理具有較高的耐磨性，同時(shí)摩擦桿制作成空心桿具有高的抗彎性能，室內(nèi)試驗(yàn)表明，摩擦桿與磨檫副之間磨檫10萬(wàn)次以上仍能正常工作。

1.3.2 固體潤(rùn)滑式抽油桿防偏磨扶正器

該技術(shù)將固體潤(rùn)滑劑黏著在扶正器的表面形成固體潤(rùn)滑膜，在摩擦過(guò)程中，基材表面的固體潤(rùn)滑膜會(huì)轉(zhuǎn)移到對(duì)偶材料表面，使磨檫發(fā)生在固體潤(rùn)滑劑的內(nèi)部，起到減小摩擦，降低磨損的作用，同時(shí)，扶正器的設(shè)計(jì)采取與油管同曲率的方法，減小局部磨檫。

2 水平井替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)

針對(duì)地層壓力高、氣油比高、城區(qū)作業(yè)等特點(diǎn)，研發(fā)了水平井替泥漿-氣舉誘噴-轉(zhuǎn)抽一次管柱技術(shù)，該技術(shù)首先將整套氣舉閥總成和小外徑桿式泵密封短接隨替泥漿管柱一次下入井中指定深度，進(jìn)行替泥漿、氣舉誘噴作業(yè)，若自噴則進(jìn)站生產(chǎn)。若不能自噴不動(dòng)管柱下入有桿泵轉(zhuǎn)抽生產(chǎn)。減少作業(yè)及壓井次數(shù)，減小對(duì)地層的污染，降低作業(yè)成本和城區(qū)作業(yè)井控風(fēng)險(xiǎn)。為了滿足現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用要求，對(duì)氣舉工作筒進(jìn)行了系列化設(shè)計(jì)，形成了108mm、118mm、127mm三個(gè)系列，對(duì)小外徑桿式抽油泵也進(jìn)行了系列化設(shè)計(jì)，形成了38mm、44mm兩個(gè)系列，該技術(shù)原理如圖1所示。

3 技術(shù)應(yīng)用情況與效果評(píng)價(jià)

3.1 水平井有桿泵舉升技術(shù)應(yīng)用情況

截止2013年底水平井有桿泵舉升技術(shù)在遼河油田累計(jì)應(yīng)用520井次，平均泵效達(dá)62%，較普通抽油泵提高泵效19.36%，泵掛深度最大井斜達(dá)到79.72°，平均檢泵周期由2009年的200天提升至440天。水平井防偏磨技術(shù)累計(jì)應(yīng)用108井次，施工成功率100%，平均延長(zhǎng)檢泵周期60天以上，節(jié)省作業(yè)費(fèi)用1400×104元。

3.2 水平井替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)應(yīng)用情況

截止2013年底水平井替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)累計(jì)應(yīng)用102井次，節(jié)省作業(yè)費(fèi)用750×104元，增油13080t。

4 結(jié)論

（1）水平井舉升技術(shù)在遼河油田累計(jì)應(yīng)用628井次，延長(zhǎng)了平均檢泵周期，提高了抽油泵泵效，基本滿足了水平井舉升的生產(chǎn)需求。

（2）水平井替泥漿、氣舉、轉(zhuǎn)抽一體化技術(shù)起到簡(jiǎn)化投產(chǎn)作業(yè)程序，有效的規(guī)避城區(qū)作業(yè)井控風(fēng)險(xiǎn)，減小油層污染的作用。

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