低滲油藏舉升方式研究與優(yōu)化應(yīng)用

李惠芳 宋文鵬

摘要：抽油機是目前各油田主要的機采舉升方式，技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定、維護方便。然而，在低滲透油田應(yīng)用過程中，由于油層深、含蠟高、負(fù)荷大、供液差、泵效低等原因影響，抽油機系統(tǒng)能耗大、開采成本高，在國際油價長期震蕩低迷的背景下，油田降本增效問題突出。因此，探索更加合理、高效的原油舉升方式，實現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)，已經(jīng)成為低滲透油田降低機采成本的重要途徑。通過對低產(chǎn)低效井在不同產(chǎn)液情況下，舉升方式優(yōu)化或創(chuàng)新應(yīng)用等一系列的探索與實踐，對比分析各原油舉升方式的適應(yīng)性及投入產(chǎn)出比，得出低滲透油田適用的科學(xué)、高效舉升方式，為低滲透油田實現(xiàn)精準(zhǔn)采油提供參考。

關(guān)鍵詞：舉升方式；抽油機；原油；低滲透油田；適應(yīng)性；產(chǎn)出比

1機采現(xiàn)狀

1.1抽油機舉升

抽油機是油田最主要的機采方式之一，根據(jù)低滲透油田井深及產(chǎn)液特點，在用的抽油機主要有六型、八型、十型機三種，其中八型機較為普遍，六型機和十型機數(shù)量較少。能耗方面，六型機匹配的井產(chǎn)液量低、泵徑小，能耗較低。為合理應(yīng)用機型及桿管匹配，結(jié)合油田特征和桿管泵設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化得出一套適用于低滲透油田降低檢泵率的機、泵、桿、管匹配圖版。目前，平均泵效達到34.2%，檢泵率12.9%，檢泵周期1150d。

1.2螺桿泵舉升

在用螺桿泵為高揚程、小排量螺桿泵，適用于日產(chǎn)液15m3以下、舉升高度在1300m以內(nèi)的油井舉升，統(tǒng)計現(xiàn)有螺桿泵井，平均單井日耗電97.5kWh，檢泵率18.9%，檢泵周期957d。

1.3電潛柱塞泵舉升

電動潛油柱塞泵舉升工藝簡稱電潛柱塞泵，屬無桿舉升工藝技術(shù)，一般應(yīng)用日產(chǎn)液12m3以下的油井，統(tǒng)計現(xiàn)有電潛柱塞泵井，平均單井日耗電50.6kWh，檢泵率16.4%，檢泵周期753d。應(yīng)用實踐證明，抽油機、螺桿泵、電潛柱塞泵三種舉升方式在低滲透油田井深、油稠的環(huán)境下均適用。相比之下，抽油機運行最穩(wěn)定，但能耗高；電潛柱塞泵運行能耗最低，穩(wěn)定性僅次于抽油機；螺桿泵應(yīng)用效果不如電潛柱塞泵理想。目前，油田應(yīng)用的抽油機占總機采井井?dāng)?shù)的96.7%，統(tǒng)計抽油機產(chǎn)油量與能耗情況發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)油量小于0.5t的井占總抽油機井?dāng)?shù)的42.5%，但能耗卻達到平均噸油耗電值的7倍，能耗矛盾突出。針對這部分低產(chǎn)低效井，采取適合低滲透油田特征的治理措施，實現(xiàn)科學(xué)舉升、高效舉升、較低能耗的科學(xué)生產(chǎn)目標(biāo)。

2舉升優(yōu)化

2.1舉升參數(shù)優(yōu)化。針對低產(chǎn)低效井的泵徑、沖程、沖速進行優(yōu)化，采用長沖程、慢沖速、小泵徑的運行參數(shù)，但大多數(shù)低產(chǎn)低效井均在這種情況下運行，通過管理手段能夠調(diào)整的井有限。只能尋求進一步降低運行參數(shù)的技術(shù)手段，而降沖速是最直接的優(yōu)化對象。現(xiàn)場探索應(yīng)用了柔性運行及過渡輪兩種技術(shù)。

2.1.1柔性運行技術(shù)

柔性運行方式根據(jù)抽油機負(fù)載變化特點，調(diào)整上、下沖程的運轉(zhuǎn)速度，能夠減少沖程損失、改善平衡狀況、降低懸點載荷、提高泵效，提高電動機功率因數(shù)，使抽油機在最佳狀態(tài)下運行。柔性運行技術(shù)通過變頻系統(tǒng)，可將抽油機沖速由正常最低4min調(diào)整到最低0.5min?，F(xiàn)場應(yīng)用后，泵效提高23.8個百分點，日耗電降低70.6kWh，節(jié)電率為41.9%。

2.1.2過渡輪技術(shù)。過渡輪技術(shù)是在電動機和減速箱皮帶輪中間加一個過渡輪，用過渡輪的大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進而調(diào)整抽油機沖速。應(yīng)用過渡輪技術(shù)可將抽油機沖速由正常最低4min調(diào)整到最低1min?，F(xiàn)場應(yīng)用后，泵效提高11.3個百分點，日耗電降低31.5kWh，節(jié)電率為25.2%。

2.2舉升方式優(yōu)化

2.2.1機型優(yōu)化。依據(jù)低產(chǎn)低效井的產(chǎn)液情況，一般應(yīng)用六型機即可，少部分井應(yīng)用八型機。所以，可以對部分低產(chǎn)低效井進行機型優(yōu)化，進一步降低機采能耗，提高泵效。采用八型機換六型機日節(jié)電53.2kWh，節(jié)電率為32.4%；十型機換八型機日節(jié)電31_5kWh，節(jié)電率為16.1%；十型機換六型機日節(jié)電84.7kWh，節(jié)電率為43.3%。

2.2.2轉(zhuǎn)電潛柱塞泵。由抽油機轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，可以提高泵效，降低機采能耗。按照目前應(yīng)用單井日耗電50.6kWh計算，采取六型機轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電60.5kWh，節(jié)電率為54.5%；八型機轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電113.7kWh，節(jié)電率為69.2%；十型機轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電145.2kWh，節(jié)電率為74.2%。

2.2.3轉(zhuǎn)長沖程抽油機

針對低產(chǎn)低效井供排矛盾突出的問題，試驗了長沖程抽油機，通過超長沖程、超低沖速的舉升方式，實現(xiàn)低產(chǎn)低效井的科學(xué)生產(chǎn)。長沖程抽油機的最大沖程50m、最低沖速1h-1，沖速可以在1～10h內(nèi)任意調(diào)節(jié)?，F(xiàn)場試驗抽油機轉(zhuǎn)長沖程抽油機后，泵效提高43.2個百分點，日節(jié)電80.5kWh，節(jié)電率為62.9%。

2.3舉升制度優(yōu)化

2.3.1間歇采油制度。針對低滲透油田低產(chǎn)低效井治理問題，很多油田都研究試驗過間歇采油制度。通過對低產(chǎn)低效井實施間歇采油，一方面可以減少無功抽油和管柱磨損，另一方面可以提高泵效，同時也起到了節(jié)能降耗的效果。根據(jù)低滲透油田特征，探索出能夠使低產(chǎn)低效井保持該井最好流壓狀態(tài)下的合理的個性化間歇采油制度。以按照關(guān)12h開12h的間歇采油制度為例，能夠?qū)崿F(xiàn)日節(jié)電63kWh，節(jié)電率為38.2%的效果。

2.3.2不停機間抽技術(shù)。由于間歇采油制度執(zhí)行過程中存在人為因素干擾，常出現(xiàn)執(zhí)行不到位的情況，所以應(yīng)用了不停機問抽技術(shù)，通過曲柄擺動式設(shè)計形成停泵不停機的效果，進而實現(xiàn)間歇采油?，F(xiàn)場對八型機的低產(chǎn)低效井進行了試驗，應(yīng)用后在沖程、沖速不變的情況下，實現(xiàn)泵效提高10.3個百分點，日節(jié)電68.8kWh的節(jié)電效果，節(jié)電率為39.8%。

2.4開采方式優(yōu)化。針對機械采油不經(jīng)濟的低產(chǎn)低效井轉(zhuǎn)變開采方式，實施提撈采油，進一步降低能耗及開采成本。

3優(yōu)選評價

通過對管理和地面設(shè)備的優(yōu)化，很多方式都能夠?qū)崿F(xiàn)一部分低產(chǎn)低效井的科學(xué)生產(chǎn)，進一步節(jié)約能耗，對應(yīng)用效果加以對比評價，總結(jié)出更加經(jīng)濟、有效的治理方式或方法。為方便對比，以應(yīng)用最多的八型機優(yōu)化為例，按節(jié)電率測算回收期進行比較。通過實施問抽制度的管理方式無需過多投資就能取得良好的節(jié)能效果；應(yīng)用柔性運行、過渡輪、不停機間抽等技術(shù)，回收期較短；更換機型、電潛柱塞泵、長沖程抽油機等舉升方式的投入較大，回收期較長。

4結(jié)論

對低滲透油田低產(chǎn)低效井的治理，需要根據(jù)油田地質(zhì)特征及單井生產(chǎn)情況，優(yōu)選有針對性的經(jīng)濟有效的治理措施。柔性運行技術(shù)治理低產(chǎn)低效井的效果較好，投入相對較少，回收期較短，能夠改善抽油機運行工況，降低懸點載荷，減小桿管震動，可以有效避免偏磨的發(fā)生，提高桿管的使用壽命，對降低檢泵率具有重要意義。應(yīng)用柔性運行、電潛柱塞泵、長沖程抽油機技術(shù)，對低滲透油田低產(chǎn)低效井實現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)形式最為理想。在新井投產(chǎn)時，根據(jù)預(yù)測產(chǎn)能狀況，設(shè)計應(yīng)用電潛柱塞泵、長沖程抽油機，是從根本上治理低產(chǎn)低效井發(fā)生，實現(xiàn)低成本、高效率的科學(xué)生產(chǎn)的最佳方法。