海上采油方式適用性比較及優(yōu)化對策

馬德冰 朱金明 李新東

摘要：由于環(huán)境原因，海上油田的開發(fā)不同于陸上，其技術(shù)含量高、工藝難度大、操作維護(hù)困難、投資規(guī)模大。從整體效益出發(fā)，對埕島油田這類邊際油田的開發(fā)，作為一個(gè)系統(tǒng)工程，不可能細(xì)分層系、不可能多次調(diào)整、更不可能反復(fù)作業(yè)。因此，對不同區(qū)塊、不同生產(chǎn)能力的油井，采用合理采油方式，盡可能充分發(fā)揮地層的生產(chǎn)能力，延長油井免修期，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：海上油田；采油方式；適用性比較；免修期

海上埕島油田1992年投入開發(fā)。埕島油田既有背靠大陸的優(yōu)勢，又有海上油田的特征。埕島油田位于晚第三系埋北低凸起的東南端，西南有大斷層與煌北凹陷相連接，南東接樁東凹陷，北東與渤中凹陷呈現(xiàn)超覆接觸，具有長期發(fā)育、多層結(jié)構(gòu)的構(gòu)造背景，發(fā)育著多種類型的圈閉和廣泛分布的儲集層。本文以埕島油田油藏特征和海上條件為基礎(chǔ)，闡述了采油方式選擇的原刻，分析了各種采油方式對海上采油的適應(yīng)程度，從而確定以自噴和人工舉升（電潛泵、螺桿泵）相結(jié)合的采油方式。近年來，投產(chǎn)井生產(chǎn)實(shí)踐證明，垠島油田采油方式是正確的，它的成功實(shí)踐為淺海油田開發(fā)提供了可供借鑒的經(jīng)臉。

1 基本生產(chǎn)條件

1.1 油井條件

埕島油田采取建設(shè)中心動力平臺，配套輔助簡易衛(wèi)星采油平臺的布署方案，每個(gè)簡易衛(wèi)星采油平臺采用大密度叢式井組，各井均采用直一增一穩(wěn)的三段井身剖面。垂直深度一般為1500-1700m，造斜點(diǎn)500-700，最大井斜為57。，最大狗腿度達(dá)6.67。/30m，油層套管?177. 8mm，表層套管必339.7mm。為保護(hù)油層和發(fā)揮油層的潛在生產(chǎn)能力，采用高密度油管傳輸平衡方式射孔，并采用機(jī)械防砂方式進(jìn)行先期防砂，以防止地層砂的遷移。

1.2 地面條件

埕島油田具有背靠大陸之優(yōu)勢，采用海底電纜和海底管線的方式進(jìn)行地面動力供給和原油輸送，減少了平臺面積，增加了單井生產(chǎn)時(shí)間。每個(gè)星采油平臺根據(jù)鉆井平臺的不同，各井組地面（平臺）井口距離為2m×2m或2m×3m，井口平臺面積和生產(chǎn)控制平臺的面積均受到嚴(yán)格限制，以降低海上建設(shè)成本。各井組平臺均有配套的生產(chǎn)控制平臺對各種生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行集中管理。

2 采油方式選擇

2.1 采油方式選擇原則。盡可能發(fā)揮地層的產(chǎn)能從埕島油田的地層特征可看出，在油田開發(fā)初期，油井都具有一定的自噴能力，油層物性較好的東營組和中生界油藏具有較長的自噴期。經(jīng)地層動態(tài)分析，埋島油田的自噴期預(yù)計(jì)為：東營組、中生界2-3年，館陶組1年左右（古生界目前仍在進(jìn)一步勘探中）。對于高產(chǎn)能的油井，要優(yōu)化自噴設(shè)計(jì)參數(shù)，充分發(fā)揮地層的產(chǎn)能，延長自噴周期。

2.2 搞好接替，適時(shí)轉(zhuǎn)換采油方式在開采過程中，隨著采出程度、綜合含水的上升和地層能量的下降，必須不失時(shí)機(jī)地轉(zhuǎn)換采油方式，用人工舉升方式接替。選擇技術(shù)上安全可靠、適應(yīng)性強(qiáng)、成熟配套的人工舉升方式，實(shí)施一次性管柱投產(chǎn)，以減少作業(yè)工作量，提高整體開發(fā)效益。

2.3 人工舉升方式的確定要考慮綜合因素海上油田人工舉升方式不僅受到油藏條件、油井條件、地面（平臺）條件的制約，而且還要受效益和管理要求的制約，具體為：（1）適應(yīng)海上平臺叢式井組各種井況的要求；（2）設(shè)備占地面積小、重量輕；（3）單井產(chǎn)量滿足地質(zhì)配產(chǎn)要求；（4）適應(yīng)地層性質(zhì)要求，免修期長，維護(hù)費(fèi)用低；（5）操作管理簡單，易實(shí)現(xiàn)自動化管理；（6）技術(shù)上安全可靠，操作方便、投資少；（7）滿足環(huán)境保護(hù)要求。

3 舉升方式選擇

3.1水力噴射泵。水力噴射泵井下結(jié)構(gòu)簡單，無運(yùn)動件，工作參數(shù)易調(diào)，適應(yīng)性強(qiáng)，日常維護(hù)方便。但泵效較低，地面設(shè)備龐大，平臺水處理工作量大。地面（平臺）高壓管匯工作時(shí)會引起平臺震動，對平臺及人身都存在不安全因素，不易自動控制。這對地處黃河入海口處的埕島海上采油平臺來說，大量應(yīng)用是不現(xiàn)實(shí)的。另外，水力噴射泵目前的無故障檢泵周期僅2-6個(gè)月。埕島油田地層膠結(jié)疏松，隨著油井含水的上升，泵工作環(huán)境將不斷惡化。因此，從操作成本和效益上看，使用水力噴射泵也不可取。

3.2 氣舉。氣舉采油首先必須具有充足的氣源。而埕島油田氣油比小于34m3 /t，單井伴生氣日產(chǎn)量小于1200m'。氣舉地面設(shè)備較多，包括高壓壓縮機(jī)系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)、回收氣處理系統(tǒng)等，占地面積大，安全要求高，維護(hù)工作量大，管理難度大。在油井高含水期和斜井中氣舉，天然氣分離效率低，滑脫損失嚴(yán)重，還有可能形成油氣乳化的水化物。因此，氣舉采油也不適合埕島油田的生產(chǎn)條件。

3.3 電潛泵。電潛泵的主要特點(diǎn)是排量大，地面設(shè)備簡單，占地面積?。ǖ孛嬖O(shè)備占地不足1.5 m2），重量輕（不足1.5t），便于集中控制和自動化管理。高含水期，電潛泵的提液效果更為顯著。因此，電潛泵比較適合海上平臺叢式井組采油是目前國內(nèi)外海上油田使用最廣泛的一種人工舉升方式。埕島油田館陶組油藏滲透性好、供液能力強(qiáng)、井淺、井溫低、氣油比小、井液無腐蝕介質(zhì)，是電潛泵采油比較理想的工作環(huán)境。將電潛泵用于較高產(chǎn)能井的提液，可穩(wěn)定生產(chǎn)，獲得較高的產(chǎn)油量。

3.4 螺桿泵。地面驅(qū)動螺桿泵同深井泵一樣，屬于有桿抽油系統(tǒng)，只是驅(qū)動方式和運(yùn)動方式不同。在大斜度定向井中，同樣存在抽油桿與井壁之間的摩擦問題，泵掛深度受到限制。但由于螺桿泵機(jī)組具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、安裝方便、占地面積小、易于管理、節(jié)能高效等特點(diǎn)，特別適宜稠油井、出砂井的原油舉升，在陸上油田應(yīng)用較多。對埕島油田類邊際稠油油田，同樣具有較好的適應(yīng)性。為改善其工況，延長檢泵周期，除了其它配套措施外，要把泵掛深度控制在井斜小于25。的范圍內(nèi)。自噴采油是最簡單、經(jīng)濟(jì)的舉升方式。對于人工舉升，文獻(xiàn)[3]提供了三種抽油系統(tǒng)的投資及舉升成本曲線，見圖1。

通過對比分析電潛泵、水力活塞泵和螺桿泵三種采油方式的投資及舉升成本，結(jié)合埋島油田地質(zhì)特征和地面（平臺）條件：①當(dāng)泵掛深度大于或等于1 200m，排量為35m3/d時(shí)，三種泵的投資比較接近；②當(dāng)排量為56m3/d時(shí)，電潛泵投資最少；③當(dāng)排量大于70m3/d時(shí)，電潛泵抽油的單位成本最低，它是采出體積的函數(shù)。由圖2可看出，螺桿泵采油的噸液舉升成本低于有桿泵（深井泵）和電潛泵，在排量不大于70m3/d時(shí)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益，檢泵周期達(dá)到1年以上。電潛泵抽油方式噸液成本較高，宜用于超過螺桿泵排量范圍的油井。隨著排量的增大，噸液成本逐漸下降。因此，電潛泵采油工藝在高產(chǎn)井和油井高含水期大排量提液是有效和經(jīng)濟(jì)的。

采油方式的確定綜上分析，埕島油田的采油方式確定采用自噴采油和人工舉升采油相結(jié)合的方式。對于地層能量充足的井，采用自噴方式投產(chǎn)；對于有一定自噴能力的油井，下電潛泵或螺桿泵一次管柱投產(chǎn)；對于低產(chǎn)能的油井，下螺桿泵采油。

（作者單位：勝利油田海洋采油廠海三采油管理區(qū)）