基于油井示功圖的低產(chǎn)低效井間開技術(shù)研究及應(yīng)用

李明江，黃天虎，吳利利，李珍，張彬，楊倉(cāng)海，閆娟，陳榮環(huán)

(1. 長(zhǎng)慶油田分公司 油氣工藝研究院，陜西 西安 710000；2. 低滲透油氣田勘探開發(fā)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710000)

對(duì)于低產(chǎn)低效井來(lái)說(shuō)，油井產(chǎn)液量都較低，即使調(diào)整到最小抽汲參數(shù)后仍存在“空抽”現(xiàn)象，造成無(wú)功損耗大，抽油設(shè)備、管、桿磨損大，油井檢泵周期短等問題，增加了設(shè)備維護(hù)及井下作業(yè)費(fèi)用，不利于油井的高效開發(fā)。現(xiàn)階段油田主要采用間開的方式解決空抽，且油田間開主要根據(jù)油井產(chǎn)量、示功圖、動(dòng)液面等資料, 通過(guò)人工分析，確定油井定時(shí)開機(jī)、停機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法對(duì)抽油井開抽和停抽時(shí)間間隔的確定不科學(xué)，不能隨油井工況的變化而變化，存在對(duì)崗位工人責(zé)任心要求高，管理維護(hù)難度大等問題。

因此，有必要進(jìn)行油井間開相關(guān)方面的研究，該研究從低產(chǎn)低液井出液規(guī)律研究入手，充分利用油田數(shù)字化成果，采用功圖計(jì)算動(dòng)液面與泵充滿度相結(jié)合的方式，并利用自主開發(fā)的軟件智能確定每口井合理的油井間開工作制度，提出了一種科學(xué)合理地確定油井間開制度的方法，從而指導(dǎo)低產(chǎn)低效井的開發(fā)，最大限度地發(fā)揮油井潛能、節(jié)約能源，達(dá)到降低油田開發(fā)成本，提高油井開發(fā)水平的目的，并實(shí)現(xiàn)油田的精細(xì)管理。

1 間開技術(shù)研究及應(yīng)用

1.1 依據(jù)的理論基礎(chǔ)

當(dāng)油井產(chǎn)液指數(shù)一定時(shí)，則產(chǎn)量與生產(chǎn)壓差呈直線關(guān)系，即：

qV=J(pi-pwf)

(1)

式中：qV——日產(chǎn)液量；J——采液指數(shù)；pi——地層壓力；pwf——井底流壓。

在油井液面恢復(fù)過(guò)程中，根據(jù)井筒儲(chǔ)存系數(shù)的定義，油層產(chǎn)液量與井底流壓的關(guān)系為

(2)

式中：r——套管內(nèi)半徑，m；ρ——井液密度，kg/m3。

當(dāng)式(1)等于式(2)時(shí)，再對(duì)其求積分得：

(3)

另外井底流壓pwf(t)隨著液面的逐漸恢復(fù)而變化，其變化函數(shù)為

pwf(t)=ρgL(t)

(4)

當(dāng)液面恢復(fù)期t=0時(shí)，油井液面高度為L(zhǎng)0，則此時(shí)的井底流壓為

pi-ρgL0=ec

(5)

將式(4)和式(5)帶入式(3)得：

(6)

式(6)改寫成指數(shù)函數(shù)關(guān)系，如式(7)所示：

L(t)=a-be-ct

(7)

式中：L(t)——油井動(dòng)液面高度；t——停井時(shí)間；a，b，c——待定系數(shù)。

從上述函數(shù)關(guān)系可知，只要能給出3組數(shù)據(jù)就可以確定上述函數(shù)關(guān)系式。

1.2 間開模型設(shè)計(jì)

以間開油井動(dòng)液面恢復(fù)規(guī)律為依據(jù)，以功圖計(jì)量結(jié)果為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)如下油井間開制度確定方法。

總體思路： 通過(guò)3次停井、開井，可以確定出井的停井動(dòng)液面恢復(fù)與時(shí)間關(guān)系曲線，第四次開井分析即可確定井的間抽周期。具體步驟如下：

1)停、開井3次(根據(jù)油井產(chǎn)液情況設(shè)定停開時(shí)間)，記錄3組數(shù)據(jù)(Tt1，L(Tt1))、 (Tt2，L(Tt2))、 (Tt3，L(Tt3))代入動(dòng)液面時(shí)間恢復(fù)關(guān)系式，即可確定動(dòng)液面恢復(fù)曲線，根據(jù)動(dòng)液面恢復(fù)曲線，即可計(jì)算出動(dòng)液面恢復(fù)到最高點(diǎn)所需時(shí)間，為方便起見，可以把動(dòng)液面轉(zhuǎn)化為沉沒度分析。

2)根據(jù)計(jì)算出的最大停井時(shí)間開始停井恢復(fù)，到最大停井時(shí)刻后開始開井生產(chǎn)。

3)分析第四次停井及開井?dāng)?shù)據(jù)，間抽制度確定流程如圖1所示。

圖1 間抽制度確定流程示意

1.3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

依據(jù)該方法，編制了相關(guān)軟件，實(shí)現(xiàn)了油井間開方法的確定。共選取了某采油廠20口低產(chǎn)井和間抽井進(jìn)行分析，通過(guò)間抽制度學(xué)習(xí)，最終確定了這20口油井的間抽周期。間抽制度學(xué)習(xí)結(jié)果見表1所列。

表1 間抽制度學(xué)習(xí)結(jié)果

續(xù)表1

通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，生產(chǎn)時(shí)間平均節(jié)約17.87%，20口油井，間抽前累計(jì)產(chǎn)液量24.21 m3/d，間抽后累計(jì)產(chǎn)液量24.36 m3/d，累計(jì)節(jié)電695.4 kW·h/d，基本滿足現(xiàn)場(chǎng)產(chǎn)液量穩(wěn)定節(jié)能的目的。

該方法在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)至少3次停開井即可確定低產(chǎn)液井間開制度，方法簡(jiǎn)單，避免了人工測(cè)液面憑經(jīng)驗(yàn)確定間開制度的不足，降低了員工勞動(dòng)強(qiáng)度，在產(chǎn)液量不降的前提下實(shí)現(xiàn)了節(jié)能，有利于油田的高效開發(fā)和管理水平的提升。

2 結(jié)束語(yǔ)

1)通過(guò)滲流理論分析，提出了一種沉沒度隨時(shí)間變化關(guān)系曲線。

2)依據(jù)功圖-動(dòng)液面分析模型，自主開發(fā)了軟件，實(shí)現(xiàn)了油井間開制度的智能確定。

3)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)20口井，通過(guò)確定的間開制度，達(dá)到了產(chǎn)液量不降而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。