采油井舉升工藝與注水井協(xié)同生產(chǎn)策略探究

孫國慶

摘要：較好的油藏條件是舉升工藝優(yōu)化，實現(xiàn)增油的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于區(qū)塊油層厚度大、層多、層薄，多數(shù)油井存在出砂、堵塞的現(xiàn)象，限制了舉升工藝優(yōu)化的井數(shù)。采油井與注水井協(xié)同生產(chǎn)優(yōu)化決策問題是油田開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)整體優(yōu)化決策研究中最為核心的內(nèi)容之一。采油井與注水井協(xié)同生產(chǎn)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(chǎn)工藝參數(shù)，挖掘油井生產(chǎn)潛力，實現(xiàn)高效生產(chǎn)優(yōu)化管理。采油井與注水井協(xié)同生產(chǎn)優(yōu)化決策應(yīng)是注水開發(fā)油田生產(chǎn)精細管理最重要的內(nèi)容之一。通過分析區(qū)塊油水井對應(yīng)關(guān)系，增加水井注水量，驅(qū)動剩余油。提高油井產(chǎn)液量，放大生產(chǎn)壓差，實現(xiàn)油井增油。

關(guān)鍵詞：舉升方式;生產(chǎn)優(yōu)化;節(jié)點分析法;線性搜索尋優(yōu)法;協(xié)同生產(chǎn)

人工舉升井生產(chǎn)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(chǎn)工藝參數(shù)集。對于氣舉井，一般需要優(yōu)化：油管尺寸，氣舉閥類型、級數(shù)、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(shù)等油田注水開發(fā)二十多年，已經(jīng)進入高含水開發(fā)階段，油藏注水系統(tǒng)完善，油藏壓力穩(wěn)定。針對注水效果好的區(qū)塊，挖掘剩余油潛力，提高單井產(chǎn)量，是現(xiàn)開發(fā)階段的首要任務(wù)。油田開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個復(fù)雜、動態(tài)、開放式系統(tǒng)，其整體生產(chǎn)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(wǎng)、注水管網(wǎng)等主體構(gòu)成子系統(tǒng)，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(tǒng)。研究的目的是制定油氣田開發(fā)生產(chǎn)方案，優(yōu)化井網(wǎng)部署、優(yōu)化注水采油方案、優(yōu)化井筒及地面管網(wǎng)工藝參數(shù)、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(shù)保障。 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(xiàn)增油的物質(zhì)基礎(chǔ)。區(qū)塊油層厚度大、層多、層薄，多數(shù)油井存在氣大、出砂現(xiàn)象，限制了舉升工藝優(yōu)化的井數(shù)。通過分析區(qū)塊油水井對應(yīng)關(guān)系，增加水井注水量，驅(qū)動剩余油。提高油井產(chǎn)液量，放大生產(chǎn)壓差，實現(xiàn)油井增油。目前舉升設(shè)備以10型、12型抽油機，泵型以Φ44mm、Φ57mm為主，結(jié)合管桿泵配套工藝技術(shù)，充分發(fā)揮井筒潛力，來提高單井產(chǎn)量，根據(jù)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(chǎn)層位，同時加強注水，進而提高水驅(qū)效率，達到供舉匹配，實現(xiàn)了單井增產(chǎn)，區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)。

2、開發(fā)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(diào)驅(qū)、調(diào)剖工作，增強了水井的水驅(qū)效率，2016年注采比為1.32，相比2015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(xiàn)供采平衡，可以進行提液。

2.3產(chǎn)液指數(shù)

通過繪制區(qū)塊提液油井產(chǎn)液指數(shù)散點圖，發(fā)現(xiàn)主要集中在2—5t/MPa·d，所以區(qū)塊油井產(chǎn)液量增加3t，液面下降100米，為油井提液潛力預(yù)測，提供了分析依據(jù)。在舉升優(yōu)化工作中，選擇合理的泵型及泵掛，及時調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，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(chǎn)液量增加，柱塞式抽油泵泵筒和柱塞的磨損、腐蝕、劃傷等現(xiàn)象，導(dǎo)致泵效下降過快，后期提液效果逐漸變差。針對這個現(xiàn)象，研制開發(fā)了旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)防砂抽油泵具有：旋轉(zhuǎn)裝置，沉砂通道、無磁硬質(zhì)合金游動閥、固定閥結(jié)構(gòu)，通過現(xiàn)場使用延長了油井泵效和檢泵周期。

2.5桿柱設(shè)計

針對負荷增加，抽油桿柱的撓曲偏磨和沖程損失加劇現(xiàn)象，應(yīng)用井眼曲線三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)、抽油桿近似等強度組合設(shè)計、桿柱受力中和點及扶正間距分析等技術(shù)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(xiàn)象，減少沖程損失，提高泵效。

3、現(xiàn)場實例分析

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?shù)脑黾訂尉毫浚糯罅松a(chǎn)壓差，實現(xiàn)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(chǎn)量高，剩余油豐富，水井對應(yīng)關(guān)系好，且注水量增加，2015年Φ44抽油泵生產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)據(jù)15.1/0.4/97﹪，折算液面1200米。經(jīng)分析該井油層被水層抑制，生產(chǎn)壓力不足，進行舉升工藝優(yōu)化，使用Φ57抽油泵提液生產(chǎn)，提液后生產(chǎn)數(shù)據(jù)：25/4.8/81﹪，實現(xiàn)日增油4.4t/d，累增油627.4t/d。液面1542米，液面下降342米，產(chǎn)液量增加10t，每下降100米液面產(chǎn)液量增加2.9t，負荷產(chǎn)液指數(shù)散點圖分析所得的產(chǎn)液指數(shù)2—5t/MPa·d。

4、經(jīng)濟效益分析

2016年區(qū)塊舉升工藝優(yōu)化增油6136.7t，2016年增油?6337.4t?？傆媱?chuàng)效：1948.74萬元。同時摸索了一套成型的舉升工藝優(yōu)化方案，以此為基礎(chǔ)，推廣應(yīng)用舉升工藝優(yōu)化，實施于注水效果好的區(qū)塊，實現(xiàn)了單井增產(chǎn)。舉升工藝優(yōu)化為區(qū)塊的穩(wěn)產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用，提供了技術(shù)指導(dǎo)。

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(dǎo)致沉沒度小;選井難度加大，區(qū)塊油井可選井范圍變小;井況復(fù)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(diào)參，發(fā)揮舉升設(shè)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(fù)地層能量;（3））對調(diào)剖、調(diào)驅(qū)井組對應(yīng)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(qū)舉升工藝配套及應(yīng)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(yīng)用[J]. 陳華強，杜林輝，梁志艷.化學(xué)工程與裝備. 2017（03）

（作者單位：勝利油田分公司孤東采油廠采油管理二區(qū)）