G1區(qū)抽油機(jī)井間抽制度摸索

熊小偉，韓利寶，崔雪琳，景文杰，崔文喆

（1.中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006；2.中國石油長慶油田分公司第三采氣廠，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017399；3.中國石油長慶油田分公司第八采油廠，陜西延安 717600）

G1 區(qū)屬于典型的低滲透油藏，隨著油田開發(fā)進(jìn)入中后期，地層供液能力逐漸變差，低產(chǎn)低效井（低產(chǎn)液量、低沉沒度、低泵效、低流壓）逐漸增多。G1 區(qū)主力油藏為三疊系長6，平均單井產(chǎn)液量1.71 m3/d，平均沖程2.0 m，平均沖次2.2 r/min，平均泵徑29.0 mm，平均泵效僅為29.8 %。長期供液不足會引起井下抽油泵空抽，抽油泵活塞和工作筒干磨，最終導(dǎo)致泵漏失或卡泵，從而縮短井下和地面設(shè)備的使用壽命，同時(shí)造成能源浪費(fèi)。

在油田開發(fā)中，對嚴(yán)重供液不足井，間抽是一種非常有效的方法。由于低產(chǎn)低效井所處區(qū)塊地層供液能力不同，出液規(guī)律不同，導(dǎo)致每口抽油井的具體生產(chǎn)制度不同。因此，在保證油井產(chǎn)液量基本不變的前提下，合理的間抽制度對低產(chǎn)低效井的生產(chǎn)管理具有很現(xiàn)實(shí)的意義。

1 間抽技術(shù)原理

由注水開發(fā)低滲透油藏油井產(chǎn)量的變化規(guī)律可知，啟抽初期的油井產(chǎn)量并不是最高值[1-3]，一定時(shí)間后才到達(dá)高點(diǎn)（起抽時(shí)功圖不飽滿，一段時(shí)間后才變?yōu)轱枬M），這主要是因?yàn)榫矁?yīng)所導(dǎo)致。由于井筒中的流體具有彈性，井口開井效應(yīng)傳至井底要經(jīng)歷一定的時(shí)間Δt1，在這段時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)出的原油完全是由于井筒中受到壓縮的原油膨脹的結(jié)果，油藏中并無流體流入井內(nèi)，即井底產(chǎn)量q2=0。只有當(dāng)井口開井效應(yīng)傳至井底，q2才由0 逐漸上升，再經(jīng)過Δt2時(shí)間才達(dá)到開井時(shí)正常產(chǎn)量q1（見圖1）；即在Δt2這段時(shí)間產(chǎn)出的原油一部分是由于油藏中原油流入井筒的結(jié)果，而另一部分仍是由于井筒原油的彈性膨脹的結(jié)果。

圖1 油井啟抽后產(chǎn)液量變化曲線

當(dāng)間開井停抽時(shí)，雖然井口產(chǎn)量q1立即變?yōu)?，但油藏中仍有流體繼續(xù)流入井筒內(nèi)，即井底產(chǎn)量q2不為0，而是在Δt2的短時(shí)間內(nèi)逐漸由q2下降至0（見圖2）。流體繼續(xù)流入井筒內(nèi)的量可通過監(jiān)測出動液面的變化結(jié)果計(jì)算出。

圖2 油井停抽后產(chǎn)液量變化曲線

在停井階段，地層繼續(xù)向井筒供液，油井的動液面開始上升，泵的沉沒度增大。至油井開抽時(shí)，動液面上升到一定高度，此時(shí)泵的充滿程度最好，泵效最高。當(dāng)?shù)貙庸┮毫亢途矁Υ媪恐团c泵的有效排量達(dá)到平衡后，油井產(chǎn)液量達(dá)到穩(wěn)定。而泵的有效排量和油井的生產(chǎn)制度密切相關(guān)。

2 間開制度確定

如何科學(xué)合理確定間抽井生產(chǎn)制度成為亟待解決的問題。G1 區(qū)已開發(fā)30 余年，逐步摸索出通過示功圖、動液面及產(chǎn)液量相結(jié)合的方法來確定間抽時(shí)間的方法[4-6]。

2.1 示功圖法

抽油井示功圖是由載荷隨位移的變化關(guān)系曲線所構(gòu)成的封閉曲線，是分析抽油泵工作狀況的主要依據(jù)，也是日常分析、診斷油井運(yùn)行情況的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。當(dāng)油井供液較好時(shí)，功圖比較飽滿；當(dāng)供液能力小于采出能力時(shí)，液面下降，油井處于供液不足狀態(tài)。對于間歇出液井，若采用24 h 生產(chǎn)，大部分時(shí)間示功圖顯示嚴(yán)重供液不足，泵效較低。如依托現(xiàn)有數(shù)字化系統(tǒng)，對其示功圖進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，僅根據(jù)功圖的飽滿度及采集時(shí)間就可掌握每口井具體出液規(guī)律，并制定出合理的間抽制度；對于泵充滿系數(shù)一直較低且無變化的井，很難找到最佳開停井時(shí)間，無法應(yīng)用示功圖法，只能憑經(jīng)驗(yàn)判斷。

2.2 動液面監(jiān)測法

由于油井產(chǎn)液量與井底流壓存在一定函數(shù)關(guān)系，而井底流壓又與動液面深度直接相關(guān)，因此只要保證動液面在合理的區(qū)間內(nèi)，就能保證油井產(chǎn)液量基本不降。

在抽油機(jī)井工作參數(shù)（泵徑、沖程、沖次）一定的條件下，間抽井開井初期油井液面的下降速度較快，隨著油井工作時(shí)間的延長，液面的下降速度在逐漸降低，當(dāng)液面降到一定程度后則變化不再明顯。如在泵充滿程度高、油井產(chǎn)液量高的區(qū)間為油井生產(chǎn)時(shí)間；反之，在泵效不斷變差，沉沒度下降速度也趨于變緩的區(qū)間為油井停井時(shí)間。

2.3 單井液量計(jì)量法

實(shí)施間開的最終目標(biāo)是在有效開井周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)油井的產(chǎn)液量基本不降。為了充分核實(shí)間開前后油井產(chǎn)液量變化情況，在間開試驗(yàn)期間每天需通過單井撬來準(zhǔn)確計(jì)量每口井日產(chǎn)液量，同時(shí)進(jìn)行連續(xù)跟蹤。若產(chǎn)液量下降，則適當(dāng)延長開井時(shí)間。

3 試驗(yàn)效果評價(jià)

3.1 選井

間開選井時(shí)遵循以下原則：（1）油層滲透性低、與周圍水井連通狀況較差，地層能量得不到有效補(bǔ)充的長期供液不足的低產(chǎn)低壓井；（2）現(xiàn)有設(shè)備條件下，參數(shù)無法進(jìn)一步縮小或調(diào)小后仍然達(dá)不到供、采協(xié)調(diào)的氣影響嚴(yán)重的井；（3）產(chǎn)液量小于3 m3/d、泵效小于30 %的抽油機(jī)井；（4）單井具有計(jì)量流程，保證生產(chǎn)資料準(zhǔn)確性和試驗(yàn)效果分析。

3.2 現(xiàn)場試驗(yàn)及效果

低產(chǎn)井間開制度優(yōu)化現(xiàn)場試驗(yàn)分為連抽穩(wěn)定期、間開制度執(zhí)行期和間開制度優(yōu)化期三個階段[7-9]：（1）連抽穩(wěn)定期。以所篩選出的低產(chǎn)試驗(yàn)井為例，連續(xù)抽汲1周，且實(shí)施單量，并進(jìn)行動液面測試，跟蹤示功圖與動液面等數(shù)據(jù)資料；（2）間開制度執(zhí)行期。即利用示功圖法或動液面恢復(fù)曲線法來確定間開制度，并執(zhí)行1 周，且對間開井進(jìn)行單量；（3）間開制度優(yōu)化期。對比油井間開前后的單量液量變化及收集的動液面、示功圖等基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)資料的變化，不斷優(yōu)化工作制度，直至對產(chǎn)量影響最小為止。

3.2.1 泵功圖法 G1 油藏?cái)?shù)字化建設(shè)已覆蓋99 %以上，油井示功圖可實(shí)現(xiàn)10 min 自動化采集1 次，并可傳輸存儲于監(jiān)控平臺。（1）初步篩選。利用平臺泵功圖疊加查看功能篩選出不同時(shí)間段功圖差異較大井；（2）識別間歇出液井。對于不同時(shí)間段功圖差異較大井可初步判斷為間歇出液井，初步確定出液高峰時(shí)間；（3）確定開井時(shí)間。確定高峰出液時(shí)間后，在保證該井開抽的狀態(tài)下觀察油井泵功圖變化情況，待泵功圖由飽滿到趨于正常供液不足且不再變化時(shí)停井，所持續(xù)的時(shí)間為開井時(shí)間。對于多次間歇出液井，適用此法確定開井時(shí)間；（4）確定停井時(shí)間。在保證該井開抽的狀態(tài)下，油井泵功圖由供液不足功圖至功圖變飽滿的時(shí)間為該井的停井時(shí)間。

現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)以L1 井為例，油井啟抽后，在0～16 h時(shí)間內(nèi)，泵功圖面積基本不再發(fā)生改變，而在16 h～24 h這一時(shí)間段為地層出液高峰期、功圖變飽滿，因此初步確定16 h～24 h 為開井時(shí)間。再次對16 h～24 h 油井泵功圖進(jìn)行疊加，確定地層出液時(shí)間為17 h。油井于17 h開抽后，每10 min 觀察1 次泵功圖變化情況，待功圖變?yōu)楣┮翰蛔銜r(shí)（約20 h）停抽?？紤]現(xiàn)場管理、地層出液速度及對制度優(yōu)化后，最終將油井間開制度定為6 h。油井間開前后產(chǎn)液由1.16 m3/d 上升為1.24 m3/d，產(chǎn)液量穩(wěn)定（見圖3～圖5）。

圖3 0～24 h 油井疊加泵功圖

圖4 油井啟抽時(shí)泵功圖（17 h）

圖5 油井停抽時(shí)泵功圖（20 h）

3.2.2 動液面監(jiān)測法 G1 油藏油井已配套數(shù)臺移動式動液面監(jiān)測裝置，安裝后可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測油井動液面變化規(guī)律?，F(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)將油井抽至供液不足后停抽，利用液面監(jiān)測裝置每隔2 h 測1 次液面，且連續(xù)監(jiān)測，依據(jù)關(guān)井時(shí)間與動液面深度繪制出液面上升恢復(fù)曲線。若曲線某一點(diǎn)開始逐漸平緩，出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)，這一點(diǎn)對應(yīng)時(shí)間是較合適的停抽延續(xù)時(shí)間，這時(shí)油井應(yīng)啟抽。啟抽后，每隔2 h 測1 次液面，且連續(xù)監(jiān)測，直到動液面下降速度變緩慢且降到泵吸入口附近，依據(jù)開井時(shí)間與動液面深度繪出液面下降曲線，確定間抽油井的停抽時(shí)間。停抽和啟抽時(shí)間為一個間抽周期。

試驗(yàn)時(shí)以L2 井為研究對象，油井開抽至功圖顯示嚴(yán)重供液不足后停井，此時(shí)測得的液面值為1 478 m。當(dāng)該井停抽15 h 時(shí)液面高度增速趨于平緩，此時(shí)油井開抽，開抽9 h 后液面下降趨于平緩，油井出液量明顯減少，故該井間開制度適合開9 h 停15 h。

在G1 油藏選擇10 口油井進(jìn)行間抽與常開生產(chǎn)對比試驗(yàn)，周期各為5 d。油井在5 d 常開時(shí)平均日產(chǎn)液1.15 m3、日產(chǎn)油0.72 t，在5 d 間抽后平均日產(chǎn)液量1.12 m3、日產(chǎn)油0.68 t。平均單井日生產(chǎn)時(shí)間卻減少了14 小時(shí)28 分，節(jié)電率58.2 %。

4 結(jié)論

對于不同的低產(chǎn)低效井應(yīng)當(dāng)結(jié)合抽油機(jī)井實(shí)際生產(chǎn)情況，通過示功圖、油井動液面的變化規(guī)律及油井產(chǎn)液量變化量三者相結(jié)合來制定個性化間抽制度。通過抽油井間抽制度的有效實(shí)施，保證了油井產(chǎn)液量不下降，又實(shí)現(xiàn)了節(jié)能增效的目的。

由于油井生產(chǎn)動態(tài)是變化的，下步建議開展智能間開技術(shù)試驗(yàn)，通過跟蹤功圖、動液面、間開前后液量變化等數(shù)據(jù)，利用PLC 等硬件來實(shí)時(shí)調(diào)整間抽井工作制度。同時(shí)在單井井口安裝單流閥，防止間開井停抽時(shí)管線液體倒灌。