水驅油藏油井舉升方式適應性分析與優(yōu)化措施

劉騰飛

（勝利油田東勝公司 山東東營 257000）

摘 要：產(chǎn)能預測與舉升方式的優(yōu)化設計關系密切 ，因此必須工藝措施與油層改造、綜合調整措施結合起來。促進各階段措施的配套實施和合理銜接，進一步提高方案設計質量與實施效果。通過舉升方式選擇的影響因素、經(jīng)濟效果及限制條件等項分析，建議對于高產(chǎn)能井用電泵，對于排量范圍相近的優(yōu)先考慮抽油機，在目前階段條件下，為減少方案設計的風險性，不宜大量選用螺桿泵。加快電泵變頻、偏磨防治及螺桿泵配套技術攻關的步伐，使機采設備對水驅的適應能力進一步增強，為油田可持續(xù)發(fā)展提供技術支持。

關鍵詞：水驅油藏；生產(chǎn)形勢；變化特點；舉升方式；抽油機；電泵；螺桿泵

人為地向油井井底增補能量，將油藏中的石油舉升至井口的方法。隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開發(fā)的油田，油井產(chǎn)水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產(chǎn)量，需采取人工舉升法采油（又稱機械采油），是油田開采的主要方式，特別在油田開發(fā)后期，有泵抽采油法和氣舉采油法兩種。本文根據(jù)水驅生產(chǎn)形勢和變化特點 ，從抽油機、電泵和螺桿泵三種舉升方式的適用條件和經(jīng)濟效益著手進行分析，開展三種舉升方式合理優(yōu)化的研究 ，確定出不同條件下的最佳舉升方式，使設備能力與油層條件相適應 ，充分發(fā)揮水驅潛力 ，對于改善水驅開發(fā)效果具有十分重要的意義。

1 舉升方式都有不同的特點和適應性

各種人工舉升方式都有不同的特點和適應性，在優(yōu)選中不但要考慮舉升方式對地下條件的適用性，還要使其能夠適應油田地面的自然條件，還要考慮油井結垢、產(chǎn)出液等因素對舉升方式的影響。設計原則：（1）所選擇的舉升方式能夠充分發(fā)揮油井的潛能，應確保開發(fā)方案預測的產(chǎn)能指標實現(xiàn)。（2） 要綜合考慮舉升方式的經(jīng)濟合理性和技術可靠性，盡量選用工藝成熟、技術配套的舉升方式。（3）機采方式的選擇要盡量考慮結垢嚴重的實際，立足于減少井下作業(yè)工作量，修井與管理較方便，優(yōu)選防垢效果相對較好的舉升設備，盡可能延長槍泵周期。（4）所選舉升設備工作效率較高。（5）適合油田野外工作環(huán)境和動力供應條件。

通過加強技術攻關，優(yōu)化方案設計，水驅開發(fā)效果明顯。但也暴露出水驅產(chǎn)能預測難度大、舉升工藝配套技術不夠完善等問題，給機采方式的優(yōu)選設計帶來了困難，隨之對采出設備的運行維護、調整挖潛及采油工程方案的實施造成了負面影響。具體表現(xiàn)在兩個方面： 一方面實際產(chǎn)能高于預測 ，采出設備選型偏小，挖潛上調余地較小，采取抽改電、換大泵等措施；另一方面表現(xiàn)為產(chǎn)能預測過大，機采設備選型偏大，不僅增加了投資和重復工作量，而且導致設備利用率和運轉時率降低。

2 舉升方式選擇影響因素

2.1 油井生產(chǎn)變化的動態(tài)反映

2.1.1 水驅產(chǎn)液能力的變化特點。

從水驅開采實際情況看，產(chǎn)液量變化幅度要大于理論值。單井產(chǎn)液量由最高值180m3 /d到最低值79m3/d，波動幅度大。

2.1.2油層改造措施工作量明顯增大。為充分發(fā)揮水驅潛力，油井措施工作量明顯增大。每年的壓裂、補孔等措施工作量約占措施工作量的40%以上。

2.2 舉升方式對水驅的適應性分析

抽油機具有管理操作方便、維護工作量較小、技術配套程度高、適應排量范圍大的獨特優(yōu)勢 ，但隨采出液粘度的增加，抽油機井桿柱下行阻力也隨之增加，造成桿管偏磨嚴重，檢泵周期大幅度下降。在高峰期，抽油機井平均檢泵周期不到一年，不及水驅井檢泵周期的一半，其中近半數(shù)井是由于偏磨原因檢泵。但隨著防偏磨技術的逐漸成熟配套，檢泵周期可延長接近400天。電泵的主要特點是排液能力大，運轉時率、排量效率和檢泵周期等技術指標最高，但其具有單井排量調節(jié)范圍小的缺點，隨著采出液中粘度的增高，產(chǎn)液量和排量效率下降幅度大。同時，電泵機組負荷和能耗增大。螺桿泵采油裝置結構簡單，在同樣排液能力下，其一次性投資最小，能耗低，綜合成本最低。但應用時間較短，規(guī)模還較小，并且目前仍處在試驗攻關階段，井下測試、清防蠟等項配套技術還不完善，而且抽油桿容易斷脫。

3 舉升方式的優(yōu)化設計

3.1 指導原則

從目前情況看，三種舉升方式都有各自的優(yōu)缺點和適用條件，因此舉升方式選擇及設計應以滿足水驅全過程的產(chǎn)能需要，應該以保持注采平衡為前提，以減少管理維護工作量、降低操作成本及節(jié)能降耗為目標進行合理優(yōu)化。堅持“少投入、多產(chǎn)出”的高效益原則，合理優(yōu)化舉升方式，爭取做到一步到位，減少投資及工作量。按照地質產(chǎn)能預測要求，充分考慮水驅產(chǎn)能預測難度加大、產(chǎn)液波動幅度加大及措施工作量加大的特點，選擇的舉升方式要有充足的調整余地。

3.2 優(yōu)化設計依據(jù)

以滿足水驅過程產(chǎn)液量變化做為首要條件確定適用的舉升方式，通過經(jīng)濟效果和其它限制條件分析，選用最佳的舉升方式。

3.2.1 不同舉升方式適應水驅產(chǎn)液變化能力分析

（1）排液能力對比。從排量對比情況看： 電泵井排液能力最大 ，適用于供液能力強的油井，螺桿泵與抽油機的排液能力相當 ，適用于中低供液能力的油井。

（2）排量范圍對比。抽油機在排量范圍調整方面具有明顯優(yōu)勢，僅通過調整沖程、沖次排量范圍便可達到 33 %以上 ，加上泵徑的調整其排量范圍可達到90%以上；電泵井不能靈活進行工作參數(shù)調整，適應油井供液能力變化范圍最小，其合理適用范圍是80 %～120%，而應用變頻設備增加投入費用，且對設備、技術管理要求高；螺桿泵只能在轉速方面調整，在靈活性上優(yōu)于電泵，但其轉速一般不超過250r/min，否則難以長時間穩(wěn)定運轉。因此，螺桿泵的排量調整范圍介于抽油機和電泵之間。

3.2.2 經(jīng)濟效果及限制條件分析

以水驅為例對排量范圍相近的150m3 /d電泵、14型機及 GLB800- 14螺桿泵三種舉升方式進行經(jīng)濟效果分析。在水驅過程不更換為前提 ，假定不隨含成本費用各年相等，年凈現(xiàn)金流量近似相等，對水驅全過程 7年的凈現(xiàn)金流量進行測算可知，在排量較大且范圍相近、舉升方式不更換的條件下，電泵凈現(xiàn)值最大，為三種舉升方式的最優(yōu)方案?？煽闯雎輻U泵一次性投資和后期維護費用小于其它兩種設備，經(jīng)濟效益的好壞關鍵在于檢泵周期。但考慮水驅生產(chǎn)的周期性和時效性，舉升方式的選擇還應考慮到設備使用年限等影響因素。抽油機排量調整范圍最大，一般可滿足一個完整的水驅過程需要，盡管其一次性投資較高，但其使用年限最長，設備調整余地較大。而電泵和螺桿泵隨作業(yè)次數(shù)的上升成本費用將遠高于抽油機，因此應限制其應用規(guī)模。

參考文獻：

[1]低產(chǎn)井有桿泵高效舉升配套工藝[J]. 李蘭竹. 石油機械. 2011（03）

[2]抽油泵強制閉合固定閥在大斜度井段的應用[J]. 李建雄，吝擁軍，陳福友，黃軍高，張月獻，倪余林，汪全勝. 石油礦場機械. 2011（04）

[3]三種舉升方式應用對比[J]. 劉長贊. 油氣田地面工程. 2010（11）

[4]機采舉升工藝經(jīng)濟界限分析方法研究[J]. 伊三泉，王淼峰，李慶華. 油氣田地面工程. 2009（04）

[5]薩中油田抽油機多功能調速裝置功能試驗和應用界限研究[J]. 胥晉. 石油石化節(jié)能. 2017（02）