張志龍 鄢麗梅（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

隨著油田針對(duì)薄差油層開(kāi)發(fā)的低產(chǎn)低壓井?dāng)?shù)逐年增多，間抽成為抽油機(jī)井節(jié)電的主要措施。統(tǒng)計(jì)某采油廠2010年流壓在3.0MPa以下，產(chǎn)液在10 t以下，且示功圖出現(xiàn)供液不足的油井共計(jì)496口，估算年浪費(fèi)電量達(dá)724.1×104kWh，占機(jī)采總耗電量的3.3%。目前，雖然已經(jīng)對(duì)這部分井采取間抽的采油方式，降低了單井運(yùn)行成本，但為了管理方便，往往把生產(chǎn)參數(shù)相近油井采取同一種簡(jiǎn)單的間抽制度，手動(dòng)控制抽油機(jī)的啟動(dòng)和停止。這種簡(jiǎn)單的間抽制度不能保證每一口井都能最小限度地影響產(chǎn)液、最大限度地節(jié)能，不能充分體現(xiàn)間抽效率的最大化。通過(guò)查閱有關(guān)間抽文獻(xiàn)，間抽制度的確定多停留在理論層面，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)性不強(qiáng)，采用的液面恢復(fù)法現(xiàn)場(chǎng)可操作性差，并且沒(méi)有形成間抽的系統(tǒng)管理技術(shù)模式。因此，需要在方便管理的基礎(chǔ)上，深入地認(rèn)識(shí)間抽規(guī)律，分析間抽的影響因素，制定科學(xué)合理的個(gè)性化間抽制度，提高間抽的開(kāi)采效率。

1 間抽井動(dòng)液面的變化規(guī)律

1.1 關(guān)井時(shí)動(dòng)液面變化規(guī)律

理論分析：油井關(guān)井后，井口產(chǎn)液量為零，但是地層中的流體仍然向井底流動(dòng)，從而使油套環(huán)空內(nèi)泵的沉沒(méi)度上升，由于沉沒(méi)度的增加，井底壓力逐漸增大，生產(chǎn)壓差減小。因此，流入井筒的流量也逐漸減小，油套環(huán)空內(nèi)沉沒(méi)度恢復(fù)速度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變小。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)：井a(chǎn)泵徑38mm，沖程1m、沖速3min-1，正常生產(chǎn)時(shí)日產(chǎn)液1.6 t，日產(chǎn)油0.2 t，含水83.2%，流壓0.7MPa，沉沒(méi)度為25.38m，泵效32.4%。該井間抽時(shí)對(duì)動(dòng)液面每30min進(jìn)行一次監(jiān)測(cè)，所得沉沒(méi)度與時(shí)間關(guān)系曲線如圖1所示。

關(guān)井特點(diǎn)：從圖1可以看出，關(guān)井初期，地層出液速度較快，隨著關(guān)井時(shí)間的延長(zhǎng)，地層出液越來(lái)越慢。關(guān)井曲線是一條平滑、連續(xù)的曲線，在生產(chǎn)中未發(fā)現(xiàn)拐點(diǎn)，也不存在極值點(diǎn)，對(duì)該曲線進(jìn)行擬合得到一條光滑的二次函數(shù)關(guān)系式，多項(xiàng)式系數(shù)與地層性質(zhì)及流體參數(shù)有關(guān)。

1.2 開(kāi)井時(shí)動(dòng)液面變化規(guī)律

理論分析：油井經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)井后，油套環(huán)形空間內(nèi)存在一定高度的液體，開(kāi)井生產(chǎn)時(shí)，井口產(chǎn)液量由兩部分組成：一是油套環(huán)空出液量，二是地層出液量。

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖2。

開(kāi)井特點(diǎn)：從圖2可以看出，開(kāi)井初期，動(dòng)液面下降較快，原因是抽油泵泵效較高，地層出液速度相對(duì)較??；隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，井筒內(nèi)壓力逐漸降低，生產(chǎn)壓差逐漸增大，使得地層出液量增加，井筒內(nèi)液面下降變緩。

2 間抽對(duì)液量的影響

任何井在執(zhí)行間抽時(shí)都會(huì)損失液量，停機(jī)時(shí)間越長(zhǎng)，生產(chǎn)壓差越低，地層出液速度越慢，對(duì)液量的影響越大。選取了不同產(chǎn)液區(qū)間的5口井，利用實(shí)測(cè)動(dòng)液面隨時(shí)間的變化曲線，計(jì)算出不同動(dòng)液面變化區(qū)間的產(chǎn)液量。從表1可以看出，隨著沉沒(méi)度區(qū)間的增大，間抽井的產(chǎn)液量逐漸降低，當(dāng)沉沒(méi)度在50～250m時(shí)，間抽影響的液量在10%左右。

表1 不同沉沒(méi)度變化區(qū)間產(chǎn)量下降比例

3 地面參數(shù)對(duì)間抽效率的影響

從啟抽曲線上看，產(chǎn)量相近的井，在不同參數(shù)下生產(chǎn)，啟停時(shí)間不同。那么油井在大小兩種參數(shù)下間抽生產(chǎn)，哪一種狀態(tài)效率更高呢？

在井b間抽試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)在實(shí)測(cè)液面恢復(fù)曲線找點(diǎn)的方法，分別制定了大參數(shù)停八抽四和小參數(shù)停七抽五的間抽制度。安裝了電表，比較連抽、大參數(shù)間抽、小參數(shù)間抽三種狀態(tài)下的耗電量（表2）。

可以看出，大參數(shù)間抽與小參數(shù)連抽產(chǎn)量相差不大，而單耗卻是小參數(shù)連抽的一半。大參數(shù)間抽與小參數(shù)間抽相比，大參數(shù)下間抽效率更高。

表2 不同參數(shù)下產(chǎn)液?jiǎn)魏膶?duì)比

選取同井變化相同動(dòng)液面時(shí)（動(dòng)液面從800m下降到900m），觀察不同地面參數(shù)下噸液耗電情況，也證明了大參數(shù)下間抽效率更高。表3為井c的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表3 井c大小參數(shù)最優(yōu)間抽對(duì)比

4 工作制度對(duì)間抽效率的影響

同一口油井，在不同的間抽制度下生產(chǎn)，其日耗電量與日產(chǎn)液量必然會(huì)有一定的差異。選取井d，分別采用停19 h抽5 h、停10 h抽2 h、停18 h抽6 h、停5 h抽1 h、停9 h抽3 h、停6 h抽2 h、停20 h抽4 h等7種間抽制度，對(duì)其電量及動(dòng)液面進(jìn)行錄取分析，從而優(yōu)選出合理的間抽制度。

從錄取的電量及計(jì)算出的噸液耗電可以看出（表4）：

1）相同啟抽時(shí)間內(nèi)，多次啟停產(chǎn)液量最高，噸液耗電最低；一次啟停時(shí)，產(chǎn)量低，單耗高。

2）不同間抽制度的耗電量與啟抽時(shí)間有關(guān)，啟抽時(shí)間越長(zhǎng)，耗電量越高。

表4 不同間抽制度下單耗對(duì)比

3）對(duì)于相同啟抽時(shí)間，多次啟停的間抽制度效益高。

5 間抽工作制度的優(yōu)化方法

間抽井間抽制度的制定應(yīng)考慮兩方面因素：一是對(duì)液量的影響，二是節(jié)電量的多少。然而這二者是個(gè)矛盾體，單純電量和液量是此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，然而我們間抽的目的是效益最大化，液量對(duì)效益的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電量對(duì)效益的影響，因此在這里考慮液量重于電量。

5.1 停機(jī)工作時(shí)間的確定

5.1.1 理論分析

在穩(wěn)定流動(dòng)情況下，計(jì)算油井產(chǎn)液量為

式中：

Q——油井產(chǎn)量，t/d；

Pr——油層靜壓，MPa；

Pwf——井底流壓，MPa；

J——單位生產(chǎn)壓差下產(chǎn)油量，即采油指數(shù)。

5.1.2 實(shí)際曲線求解

在關(guān)井和啟抽的過(guò)程中，可以用一個(gè)固定不變的沉沒(méi)度來(lái)代替變化的沉沒(méi)度。由于流壓與沉沒(méi)度成線性關(guān)系，所以沉沒(méi)度變化值就反映了流壓變化，且這個(gè)固定沉沒(méi)度為始末沉沒(méi)度和的一半，即

5.1.3 停機(jī)時(shí)間確定的步驟

◇求單井采油指數(shù)J；

◇根據(jù)J求出沉沒(méi)度為中間沉沒(méi)度下的單井產(chǎn)量Q中；

◇計(jì)算沉沒(méi)度在h初至250m時(shí)井筒內(nèi)液體質(zhì)量G；

◇確定停機(jī)時(shí)間t，t=24G/Q中。

5.2 啟機(jī)工作時(shí)間的確定

間抽井啟機(jī)時(shí)，沉沒(méi)度下降速度受兩方面因素影響：一是油層供液能力，二是抽油泵的工作制度和泵效。地層出液能力，可以通過(guò)計(jì)算求得；抽油泵的泵效，受到參數(shù)匹配和沉沒(méi)度變化的影響，各井間差異很大，難以確定，因而啟抽時(shí)間也很難確定。通過(guò)我們對(duì)間抽井產(chǎn)液量的變化，結(jié)合功圖分析及原泵效，我們對(duì)泵效的提高值做了規(guī)定：供液不足的井，泵效小于30%的，提高值為20%，大于30%的，提高值為15%；功圖分析正常井泵效提高值為10%，通過(guò)泵效的提高值來(lái)計(jì)算啟抽時(shí)間。

根據(jù)上述方法求得的間抽制度，不能直接應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，需要對(duì)間抽制度進(jìn)行人工取整，即間抽周期在24 h內(nèi)運(yùn)行是整數(shù)次，從而方便日常的生產(chǎn)管理。

表5 啟、停機(jī)時(shí)間數(shù)據(jù)計(jì)算

用計(jì)算出的間抽制度與測(cè)試動(dòng)液面找點(diǎn)法制訂的間抽制度進(jìn)行了對(duì)比，發(fā)現(xiàn)相差不大，但也存在一定的誤差，對(duì)誤差進(jìn)行了如下分析：

1）采油指數(shù)存在一定誤差。一是油井產(chǎn)量采用玻璃管量油，其誤差值較大；二是地層靜壓有一定誤差。在這里取的是相同井網(wǎng)鄰井的地層靜壓，由于測(cè)試時(shí)間和測(cè)試的井位差異，存在一定誤差。這兩點(diǎn)誤差造成采油指數(shù)不精確。

2）假設(shè)產(chǎn)量與沉沒(méi)度成線性關(guān)系，但實(shí)際產(chǎn)量要比預(yù)測(cè)產(chǎn)量低，這就是大多數(shù)計(jì)算停機(jī)時(shí)間低于實(shí)際停機(jī)時(shí)間的原因。

3）由于單井的產(chǎn)液量、地面參數(shù)不同，把泵效按級(jí)別分類，存在一定的誤差值。

6 間抽設(shè)計(jì)軟件與控制器的研發(fā)

在油井間抽規(guī)律和間抽制度優(yōu)化方法研究基礎(chǔ)上，就可以開(kāi)發(fā)指導(dǎo)間抽井抽油時(shí)間和關(guān)井時(shí)間的優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件，實(shí)現(xiàn)了不用進(jìn)行動(dòng)液面測(cè)試就能對(duì)間抽井進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì)。為使間抽制度有效地執(zhí)行，我們自行研制了間抽控制器，實(shí)現(xiàn)了間抽設(shè)計(jì)智能化、間抽操作自動(dòng)化、間抽運(yùn)行高效化。通過(guò)對(duì)100口井進(jìn)行間抽制度優(yōu)化，與原間抽制度相比，平均單井少影響液量3.3 t，平均單井節(jié)電率提高11%，形成了影響液量減小、節(jié)約電量增加、可操作性較強(qiáng)的間抽管理模式（表6）。

表6 間抽井優(yōu)化前后數(shù)據(jù)對(duì)比

7 結(jié)論

1）運(yùn)用采液指數(shù)及泵效增量確定間抽工作制度的方法，實(shí)現(xiàn)了間抽制度個(gè)性化設(shè)計(jì)，提高了間抽效率，可以滿足礦場(chǎng)生產(chǎn)要求。

2）為達(dá)到間抽井液量影響少、電量節(jié)約多的目標(biāo)，應(yīng)采取大參數(shù)運(yùn)行且多次啟停的間抽方式。

3）用軟件優(yōu)化間抽制度，并用控制器執(zhí)行，形成了影響液量減小、節(jié)約電量增加、可操作性較強(qiáng)的間抽管理模式。

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