低滲油田降低機采井耗電量的做法及認識

宋旭東（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

1 抽油機井噸液耗電情況

M 油田是低產低滲透油田，抽油機井1 220口，平均動液面1 252 m，平均沉沒度167 m，平均單井日產液4.4 t，平均單井日產油1.2 t。進行產量、功圖、液面、系統(tǒng)效率等參數的測量，并按功圖分析結果類型進行分類（表1）。由表1可知，供液充足的采油井噸液耗電量最低為36.1 kWh。供液不足井共有935 口，占總井數的76.6%。供液不足井是噸液耗電量升高的主要原因，通過改善供液不足井的抽汲條件，可最大程度將噸液耗電量由48.7 kWh降低到36.1 kWh。

表1 M油田抽油機井耗電分類情況統(tǒng)計

2 嚴重供液不足井問題分析

2.1 間停制度不合理

M油田1 220口正常生產抽油機井中有935口井采取間抽生產，占總數的76.6%。該生產方式不僅能夠節(jié)能降耗，而且能夠保證供采協(xié)調關系，提高油田開發(fā)質量。但在實踐過程中發(fā)現，在制定間抽開采制度時，由于缺乏理論指導，導致間抽開采制度不合理，抽油機井依然出現供液不足的問題。主要表現為：開井時間長；開井時機過早或過晚；開關井頻率高；開井時將抽汲參數調整不合理，為方便生產管理采用統(tǒng)一固定的間抽制度等，無論是在挖掘生產潛力方面還是在節(jié)能增效方面都存在著不合理性[1]。

2.2 抽油機參數不合理

調查供液不足495口井，平均沖程2.4 m，小于額定3 m 沖程，最大沖程為3 m 的井有149 口，占30.1%（表2）；平均沖速4.6 min-1，沖速大于6 min-1的井有106口，占21.4%（表3）。

表2 沖程情況統(tǒng)計

表3 沖速情況統(tǒng)計

參數調整應遵循先沖程后沖速的原則[2]。

3 對策實施及效果

3.1 合理制定抽油機井間抽周期

根據油層參數、生產參數繪制油井流入與流出動態(tài)曲線，以此確定合理的開關井時間，確保油井供采協(xié)調，消除嚴重供液不足。以間歇采油前后產量不降為條件來確定開關井時間，依據IPR和OPR曲線確定油井的合理流壓區(qū)間（從a 到b），a 點為合理流壓上限對應間歇采油開井時刻，b 點為合理流壓下限對應間歇采油關井時刻（圖1）。

圖1 IPR與OPR曲線

關井時間計算：以井底流壓公式為指導，以合理流壓區(qū)間為邊界條件，對公式（1）進行積分求解，則可得到對應地層條件下的間歇采油關井時間，此階段為關井液面恢復階段，儲備多少能量由關井時長決定，關井時長由公式（1）求得：

t=0， Pwf=Pwf（下限）

t=t 關井時間，Pwf=Pwf（上限）

開井時間計算：以井底流壓及產量公式為指導，以合理流壓區(qū)間為邊界條件，對公式（2）進行積分求解，則可得到對應泵徑、沖程、沖速下的間歇采油開井時間，此階段為開井油井生產階段，液面逐步下降，減少多少能量由開井時長決定，開井時長由公式（2）求得：

邊界條件為

t=0，Pwf==Pwf（上限）

t=t 開井時間，Pwf==Pwf（下限）

式中：Ps——地層壓力，MPa；

Pwf——井底流壓，MPa；

Patients who were diagnosed with colorectal cancer during pregnancy or in the postpartum period were analyzed in the study. The postpartum period is defined as first 6 mo after delivery.

Pwf(i)——某時刻后井底流壓，MPa；

C——井筒儲集系數，m3/MPa；

n——滲流指數；

f ——采油指數，m3/(d·MPa)；

t——時間，d；

DQ理排——油井泵理論排量，m3。

抽油機井液面深度是計算開關井時間的重要數據。以往計算開關井時間所使用的液面值是應用普通液面測試儀測試的月度值，由于錄取資料的瞬時性將導致繪制的流入流出動態(tài)曲線，以及代入公式計算出的結果存在一定的誤差。

為了更加全面地掌握油井各參數變化情況，從而使間抽開關井時間計算更準確，應進行連續(xù)液面監(jiān)測，連續(xù)采集液面變化，形成曲線，更直觀、準確地了解在生產過程中液面的動態(tài)變化（圖2、圖3），為調整合理抽油機抽汲參數，制定間抽制度提供準確依據。

圖2 S-1井停井時液面上升趨勢曲線

圖3 S-1井開井時液面下降趨勢曲線

3.2 偏遠井實施不停井間抽

從2016 年開始，采取大規(guī)模、多輪次間抽方式，2017年節(jié)電效果顯著，節(jié)電率在40%以上。但在間抽實施過程中存在以下問題：員工啟停機工作量大；由于員工少，單井用人由0.45人下降到0.39人，人員不足的矛盾突出；受雨雪季節(jié)、道路等影響，偏遠油井執(zhí)行間抽制度比較困難。因此，對部分抽油機井采取安裝間抽型多功能調速控制配電箱方式，實現不停井間抽。

表4 四種模式效果匯總

表5 不停機間抽制度情況

間抽型抽油機多功能調速控制配電箱基本原理：以變頻控制裝置為基礎，通過輔助控制器發(fā)送控制指令，控制電動機運行，實現抽油機井曲柄小范圍往復擺動運行模式。該裝置工作時采用曲柄擺動運行與整周期運行相結合的方式，通過配電箱設定合理的運行時間和曲柄擺動角度，使低產井供排關系趨于合理，能夠實現間抽井連續(xù)、安全、穩(wěn)定、高效生產。

3.2.1 不停井間抽規(guī)模試驗

現場選取207 口井進行跟蹤摸索，以30 min 為1 個周期間抽制度下摸索出4 個周期模式：整周期運行5 min，曲柄擺動運行25 min，擺動角度15°；整周期運行10 min，曲柄擺動運行20 min，擺動角度15°；整周期運行15 min，曲柄擺動運行15 min，擺動角度15°；周期運行20 min，曲柄擺動運行10 min，擺動角度15°（表4、表5）。

通過對四種模式共207 口井的現場試驗數據進行分析，平均單井產液基本穩(wěn)定，平均單井日耗電量由166 kWh 降低至111 kWh，平均單井日節(jié)電55 kWh。

多功能調速控制配電箱節(jié)電效果明顯，降低間抽井管理難度和人力成本，員工安全得到保障，減小頻繁啟停井工作強度，可全天自動執(zhí)行間歇采油。

4 結論及認識

1）低效抽油機井實行間抽是提高泵效、降低能耗的有力措施，并不是增產手段[3]。

2）抽油機井間歇采油，首先要保證油井有足夠供液能力，這樣才能實現降低耗電量，延長油井檢泵周期[4]。

3）由于油井供液能力和抽汲參數不同，應根據由動液面繪制油井流入與流出動態(tài)曲線，并結合示功圖確定間抽生產時的合理沉沒度范圍和啟停機時間，采用彈性間抽制度。在保證穩(wěn)產的同時，可大幅度降低耗電量。

4）間抽型抽油機多功能調速控制配電箱用于油井節(jié)電方面效果明顯，降低間抽井管理難度和人力成本。