烏爾遜油田低產(chǎn)井出液規(guī)律及間抽制度的研究

王傳玉 （大慶油田有限責任公司海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部）

烏爾遜油田低產(chǎn)井出液規(guī)律及間抽制度的研究

王傳玉 （大慶油田有限責任公司海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部）

烏爾遜油田屬于“三低”油田，其固有的油藏特點，決定了油井低產(chǎn)，水井低注。隨著油井產(chǎn)量下降，地層供液能力與抽油機井生產(chǎn)參數(shù)不匹配的矛盾日漸突出，一些井出現(xiàn)間歇出油、供液不足的現(xiàn)象，這部分井采取全天開采勢必造成能源的浪費，而且也影響井下抽油泵的使用壽命。采取間抽是改善這種井泵工作狀況和降低油田能耗的有效措施。針對烏爾遜油田低產(chǎn)井參數(shù)不匹配的矛盾，開展了低產(chǎn)井出液規(guī)律及其合理間抽制度的研究，并按照上述方法采取措施后，提高了低滲透油田生產(chǎn)效益，節(jié)約了油田生產(chǎn)成本。

烏爾遜油田；低產(chǎn)；出液規(guī)律；生產(chǎn)制度

1 低產(chǎn)井出液規(guī)律研究

1.1關(guān)井時地層產(chǎn)液量變化規(guī)律

油井關(guān)井后，井口產(chǎn)液量為零，但是地層中的流體仍然向井底流動。地層流出液體全部用于增加油套環(huán)空內(nèi)的沉沒度高度，由于沉沒度的增加，井底壓力逐漸增大，生產(chǎn)壓差減小；因此，流入井筒的流量也逐漸減小，油套環(huán)空內(nèi)沉沒度高度隨時間增加的幅度也越來越小。當井筒內(nèi)壓力場與地層壓力達到平衡時，地層流體停止向井筒進液。根據(jù)物質(zhì)平衡原理，關(guān)井期間，井底油層的出液量與井筒內(nèi)使油套環(huán)空內(nèi)沉沒度上升的液量相等，且由于沉沒度與關(guān)井時間呈指數(shù)關(guān)系變化規(guī)律，對于1口井而言，油套環(huán)空的截面積是常數(shù)。因此，通過上述分析可以得出，關(guān)井期間地層出液量與關(guān)井時間呈指數(shù)關(guān)系，即

式中：QGt——關(guān)井某時刻自地層流入井筒的瞬時液量，m3/h；

A——油套環(huán)空截面積，m2；

ΔHt——關(guān)井某時刻沉沒度的變化值，m；

1.2開井時產(chǎn)液量變化規(guī)律

抽油機井開井生產(chǎn)階段，井口產(chǎn)液量由兩部分組成：自地層流入井筒的液量；抽汲過程中油套環(huán)空內(nèi)排出的液量[1]。

1.2.1 開井時地層液進入井筒

油井開井時，在一定流壓下，地層流體流入井筒的流量可以用沃格爾方程來描述，由于井底流壓與油井沉沒度存在線性關(guān)系，又可以用動液面與靜液面高度關(guān)系來表示：

式中：Qt——地層流體流入井底的流量，t/d；

Qmax——井底流壓為0時的最大產(chǎn)量，t/d；

H——油井動液面，m；

h——油井靜液面，m；

Δt——時間差，h。

1.2.2 開井時油套環(huán)空排出液量

某一時間段內(nèi)，油套環(huán)空出液量與沉沒度下降值的液量相同。為了分析油套環(huán)空出液量的變化規(guī)律，在對烏爾遜油田不同排量且供液不足的17口井的生產(chǎn)示功圖、動液面、產(chǎn)液量、系統(tǒng)效率等數(shù)據(jù)進行了連續(xù)監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)功圖飽滿度最低在17%、最高在43%，平均在27%時油井出現(xiàn)間歇性出液現(xiàn)象。以烏112-92井為例，通過監(jiān)測連續(xù)示功圖發(fā)現(xiàn)，沉沒度降至22 m、示功圖由飽滿度變?yōu)?6%時該井間歇性出液（圖1）。油井間歇性出液后系統(tǒng)效率明顯下降，供液不足前系統(tǒng)效率基本穩(wěn)定[2]（表1）。

圖1 烏112-92井示功圖和沉沒度下降曲線

表1 烏112-92井不同沉沒度下產(chǎn)量及系統(tǒng)效率測試

根據(jù)17口井的供液不足和間歇性出液臨界狀態(tài)，確定了烏爾遜油田的轉(zhuǎn)間抽及間抽制度的調(diào)整標準（表2）?？筛鶕?jù)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)對照相應泵徑、沖程、沖速及沉沒度、有效沖程比標準進行制度優(yōu)化調(diào)整。

2 間抽制度的確定

2.1合理生產(chǎn)流壓

Petrobras根據(jù)油流Vogel方程和已知采液指數(shù)，從幾何學角度導出油氣水三相滲流時的IPR曲線計算公式。某一產(chǎn)液量qL下的流壓pwf為

qL——流壓為零時的最大產(chǎn)液量，m3/d；

pwf——生產(chǎn)流壓，MPa；

JL——采液指數(shù)，m3/（d·MPa）；

qb——原始飽和壓力下的產(chǎn)液量，m3/d；

pb——原始飽和壓力，MPa；

qomax——流壓為零時的最大產(chǎn)油量，m3/d；

fw——含水率，%；

Pwfmin——油井最低允許流動壓力，MPa；

n——無因次系數(shù)。

根據(jù)推導出的油氣水三相滲流時的油井流入動態(tài)方程，及給出的合理流壓與飽和壓力和地層壓力之間的定量關(guān)系式，并結(jié)合烏33區(qū)塊的平均地層壓力 12.81 MPa，原始飽和壓力 3.84 MPa，烏115-99井含水25.0%，測試流壓3.63 MPa時產(chǎn)液量為1.08 m3/d；烏117-103井含水5.0%，測試流壓2.67 MPa時產(chǎn)液量為1.74 m3/d。計算出JL分別為0.12 m3/（d·MPa）和0.17 m3/（d·MPa）。因此，根據(jù)公式（2）可以計算出這兩口井不同流壓下對應的產(chǎn)液量（表3）。

表2 烏爾遜油田不同排量井供液不足及間歇出液臨界參數(shù)

表3 烏115-99井和烏117-103井不同流壓下產(chǎn)量計算

為驗證合理流壓計算方法在烏爾遜油田的吻合性，開展了這兩口井量油試驗。烏115-99井流壓在2.12 MPa時產(chǎn)量和系統(tǒng)效率最高，烏117-103井流壓在2.24 MPa時產(chǎn)量和系統(tǒng)效率最高；流壓在2～3.5 MPa之間產(chǎn)量最大，系統(tǒng)效率最高（表4）。供液能力減低。

液面下降曲線主要有拋物線形和近似直線形兩種，隨著示功圖變?yōu)楣┮翰蛔銧顟B(tài)后，持續(xù)生產(chǎn)的油井會出現(xiàn)間歇性出液現(xiàn)象。

結(jié)合烏112-92井量油、系統(tǒng)效率監(jiān)測數(shù)據(jù)及開關(guān)井動液面監(jiān)測數(shù)據(jù)（表5）可以看出，該井最佳啟停機時間為71.5 h和11.5 h，生產(chǎn)制度為關(guān)井60 h、生產(chǎn)8 h（圖2）。

圖2 烏112-92井開關(guān)井液面變化曲線

表4 烏115-99井和烏117-103井不同流壓下量油及測試系統(tǒng)效率

2.2間抽井啟停機時間

主要依據(jù)開關(guān)井液面恢復曲線并結(jié)合合理流壓來確定啟停機時間[3]。監(jiān)測烏爾遜油田停機液面恢復曲線發(fā)現(xiàn)一個共同特征，即液面恢復不是直線型恢復，而是曲線型恢復。當液面恢復到一定值時出現(xiàn)拐點，恢復緩慢，這是由于生產(chǎn)壓差減小，地層

2.3實施效果

對低沉沒度供液不足井實施轉(zhuǎn)間抽24口井，優(yōu)化調(diào)整間抽制度10口井，在保證總產(chǎn)量不降的同時，實現(xiàn)日節(jié)電2018 kWh，年累積節(jié)電32.8×104kWh（表6）。

表5 烏112-92井不同沉沒度下產(chǎn)量及系統(tǒng)效率測試

表6 2015年轉(zhuǎn)間抽及間抽制度優(yōu)化井效果統(tǒng)計

3 經(jīng)濟效益分析

按照每度電0.50元計算，年節(jié)電32.8×104kWh，折算電費16.4萬元；同時降低了低產(chǎn)井檢泵率并延長了設(shè)備使用壽命，實現(xiàn)年少檢泵2井次，節(jié)約檢泵費用10萬元。抽油機單井皮帶耗損量由3.5條/a減少至2條/a，年節(jié)約成本1.8萬元。上述共計節(jié)約生產(chǎn)成本28.2萬元。

4 結(jié)論

1）通過開展低產(chǎn)井出液規(guī)律研究，確定了烏爾遜油田低產(chǎn)井轉(zhuǎn)間抽及間抽制度調(diào)整標準，有效指導了油井工作制度的優(yōu)化調(diào)整。

2）通過開展油井合理生產(chǎn)流壓的研究，結(jié)合監(jiān)測開關(guān)井動液面曲線，確定了間抽井啟停機時間，實現(xiàn)了生產(chǎn)制度最佳化。

3）采取間抽對烏爾遜油田抽油機井工作參數(shù)進行優(yōu)化，提高了機采管理指標，節(jié)能降耗的同時，降低了檢泵作業(yè)費用，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

[1]關(guān)寧，歐陽華章，李華.抽油機低效間抽井產(chǎn)液變化規(guī)律[J].油氣田地面工程，2006，25（2）:17-18.

[2]楊建華，曹新彩.提高抽油機井系統(tǒng)效率技術(shù)及應用[J].石油石化節(jié)能，2012，2（4）:15-18.

[3]劉合，高甲善.關(guān)于抽油機井合理間抽制度的研究[J].石油鉆采工藝，2000，22(1):69-72.

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10.3969/j.issn.2095-1493.2016.08.005

2016-03-09

（編輯 李發(fā)榮）

王傳玉，工程師，2006年畢業(yè)于長江大學石油工程學院（采油工程專業(yè)），從事油田生產(chǎn)技術(shù)管理工作，E-mail：h_wangchy@Petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶油田海拉爾石油勘探開發(fā)指揮部烏作業(yè)區(qū)，021000。