基于生產特征分析的油井舉升優(yōu)化策略

王文濤

摘 要：人工舉升井生產優(yōu)化主要用到了節(jié)點分析法與線性搜索尋優(yōu)法。不同舉升方式采油井具有不同的優(yōu)化生產工藝參數集。對于氣舉井，一般需要優(yōu)化：油管尺寸，氣舉閥類型、級數、深度、尺寸等；對于有桿泵井，一般需要優(yōu)化：泵掛、泵徑、沖程、沖次，油管尺寸、抽油桿組合等；對于電潛泵井，一般需要優(yōu)化：泵型、泵掛、泵級數等油田注水開發(fā)二十多年，已經進入高含水開發(fā)階段，油藏注水系統完善，油藏壓力穩(wěn)定。采油井與注水井協同生產優(yōu)化決策問題屬于短時間尺度整體優(yōu)化問題，著重解決在當前油藏、地面條件下，如何優(yōu)化生產工藝參數，挖掘油井生產潛力，實現高效生產優(yōu)化管理。采油井與注水井協同生產優(yōu)化決策應是注水開發(fā)油田生產精細管理最重要的內容之一。通過分析區(qū)塊油水井對應關系，增加水井注水量，驅動剩余油。提高油井產液量，放大生產壓差，實現油井增油。

關鍵詞： 人工舉升；生產優(yōu)化；節(jié)點分析法；線性搜索尋優(yōu)法；協同生產

較好油藏條件是舉升工藝優(yōu)化，實現增油的物質基礎。由于區(qū)塊油層厚度大、層多、層薄，多數油井存在氣大、出砂現象，限制了舉升工藝優(yōu)化的井數。針對注水效果好的區(qū)塊，挖掘剩余油潛力，提高單井產量，是現開發(fā)階段的首要任務。采油井與注水井協同生產優(yōu)化決策問題是油田開發(fā)生產系統整體優(yōu)化決策研究中最為核心的內容之一。油田開發(fā)生產系統是一個復雜、動態(tài)、開放式系統，其整體生產優(yōu)化問題是一個多對象、多維度、多時間尺度優(yōu)化問題。研究的對象有油藏、采油井、注水/注氣井、地面集輸管網、注水管網等主體構成子系統，部分還需要研究配套的供電/供水、鉆井或井下作業(yè)施工、資金等輔助系統。研究的目的是制定油氣田開發(fā)生產方案，優(yōu)化井網部署、優(yōu)化注水采油方案、優(yōu)化井筒及地面管網工藝參數、優(yōu)化措施作業(yè)方案等。

1、 概況

通過近兩年對研究區(qū)塊進行整體舉升工藝優(yōu)化，區(qū)塊開發(fā)狀況的明顯改善，為其他區(qū)塊舉升工藝優(yōu)化提供了技術保障。 研究區(qū)塊為注水開發(fā)砂巖油藏，屬于中等孔隙度，中滲透率儲層。剩余可采儲量114×104t，注采比1.32，較好的油藏條件是舉升工藝優(yōu)化，實現增油的物質基礎。區(qū)塊油層厚度大、層多、層薄，多數油井存在氣大、出砂現象，限制了舉升工藝優(yōu)化的井數。通過分析區(qū)塊油水井對應關系，增加水井注水量，驅動剩余油。提高油井產液量，放大生產壓差，實現油井增油。目前舉升設備以10型、12型抽油機，泵型以Φ44mm、Φ57mm為主，結合管桿泵配套工藝技術，充分發(fā)揮井筒潛力，來提高單井產量，根據油井動態(tài)變化，對油井原有封堵層位重新認識，進行優(yōu)化生產層位，同時加強注水，進而提高水驅效率，達到供舉匹配，實現了單井增產，區(qū)塊穩(wěn)產。

2 生產特征分析

2.1地層壓力。通過多年的治理，注采保持平衡，充足的地層壓力，保障了油井的供液能力，為提液后液面及時上升提供了保障。

2.2注采平衡。通過油藏的細分注水，及調驅、調剖工作，增強了水井的水驅效率，2017年注采比為1.32，相比2016年高出0.317，與合理注采比相比高出0.214，注水量較去年有較大的提升。為實現供采平衡，可以進行提液。

2.3產液指數。通過繪制區(qū)塊提液油井產液指數散點圖，發(fā)現主要集中在2—5t/MPa？d，所以區(qū)塊油井產液量增加3t，液面下降100米，為油井提液潛力預測，提供了分析依據。在舉升優(yōu)化工作中，選擇合理的泵型及泵掛，及時調整生產參數，發(fā)揮井筒的最大潛力。

2.4特種抽油泵。針對區(qū)塊出砂，由于產液量增加，柱塞式抽油泵泵筒和柱塞的磨損、腐蝕、劃傷等現象，導致泵效下降過快，后期提液效果逐漸變差。針對這個現象，研制開發(fā)了旋轉防砂抽油泵，提液油井泵效，延長油井檢泵周期，保障油井的長期高效運行。旋轉防砂抽油泵具有：旋轉裝置，沉砂通道、無磁硬質合金游動閥、固定閥結構，通過現場使用延長了油井泵效和檢泵周期。

2.5桿柱設計。針對負荷增加，抽油桿柱的撓曲偏磨和沖程損失加劇現象，應用井眼曲線三維立體再現分析技術、抽油桿近似等強度組合設計、桿柱受力中和點及扶正間距分析等技術進行防偏磨分析，有針對性的采取注塑桿、接箍扶正器和防脫器等防偏磨措施，提高抽油桿的抗拉強度，延緩桿柱的疲勞斷脫，延長作業(yè)檢泵周期，減緩抽油桿柱的偏磨現象，減少沖程損失，提高泵效。

3、現場實施情況

3.1泵型分布。針對區(qū)塊液面相對較深，不同井組的供液能力不同，對原有的Φ38和Φ44抽油泵，使用Φ44泵與Φ57泵進行舉升工藝優(yōu)化，適當的增加單井液量，放大了生產壓差，實現了單井的增油，取得成功及規(guī)模實施后，我們在以后的工作中逐步進行Φ70泵的嘗試，取得新的突破。

3.2 更換機型。Φ57抽油泵，使用12型抽油機沖程可以達到5米，沖次3.8次，理論排量為70t；使用10型抽油機，沖程3米，沖次6.5次，理論排量為70t。高沖次增加抽油桿偏磨及疲勞，不利于泵筒充滿，同時縮短檢泵周期。

3.3典型井例。A井位于區(qū)塊中部，周邊油井產量高，剩余油豐富，水井對應關系好，且注水量增加，2016年Φ44抽油泵生產，生產數據15.1/0.4/97﹪， 折算液面1200米。經分析該井油層被水層抑制，生產壓力不足，進行舉升工藝優(yōu)化，使用Φ57抽油泵提液生產，提液后生產數據：25/4.8/81﹪， 實現日增油4.4t/d，累增油627.4t/d。液面1542米，液面下降342米，產液量增加10t，每下降100米液面產液量增加2.9t，負荷產液指數散點圖分析所得的產液指數2—5t/MPa·d。

4、經濟效益分析。摸索了一套成型的舉升工藝優(yōu)化方案，以此為基礎，推廣應用舉升工藝優(yōu)化，實施于注水效果好的區(qū)塊，實現了單井增產。舉升工藝優(yōu)化為區(qū)塊的穩(wěn)產及合理開發(fā)作出了貢獻，使我們認識到了，高含水開發(fā)區(qū)塊注水量增加，剩余儲量豐富的情況下，降低油井液面，放大生產壓差，動用低壓油層做貢獻，是高含水開發(fā)階段，油藏合理開發(fā)的一種手段，為以后其他區(qū)塊的應用，提供了技術指導。

5、存在問題及下步建議

油井泵效下降快；油層位置影響下泵深度，導致沉沒度?。贿x井難度加大，區(qū)塊油井可選井范圍變小；井況復雜，抽油桿管容易斷脫，檢泵周期短；井下工具打撈成功率低，撈獲后受套變影響，存在上提困難的問題。針對問題下步措施：（1））Φ57抽油泵全部使用12型抽油機，進一步優(yōu)化調參，發(fā)揮舉升設備及桿泵組合潛力；（2））泵效低、供液不足、提液效果不明顯井，更換小泵型，恢復地層能量；（3））對調剖、調驅井組對應油井適時跟蹤，把握提液時機；（4）Φ70抽油泵試驗推廣。

參考文獻：

[1] 高3618塊火驅舉升工藝配套及應用研究[J]. 金光浩.化工管理. 2016（20）

[2] 深抽舉升工藝配套研究及應用[J]. 陳華強，杜林輝，梁志艷.化學工程與裝備. 2015（03）