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        低液面抽油機(jī)井合理間抽制度的確定

        2014-12-01 07:55:54劉良華劉虎劉凱波侯本鋒
        關(guān)鍵詞:關(guān)井供液口井

        劉良華,劉虎,劉凱波,侯本鋒

        (中石油冀東油田分公司陸上油田作業(yè)區(qū),河北 唐海063299)

        隨著油田逐步進(jìn)入開發(fā)后期,地層能量越來越低,部分井由于地層條件差,在油田有限的注水條件下難以保證能量的及時(shí)補(bǔ)充,從而造成這部分井生產(chǎn)液面低,供液不足,無法滿足全天生產(chǎn)的需要[1]。針對(duì)這部分井,現(xiàn)場(chǎng)一般采用間歇抽油的辦法,即抽一段時(shí)間停一段時(shí)間,如此往復(fù),這樣既能有效采出井底液,又能降低油井因長(zhǎng)期在低液面狀態(tài)下工作而造成的井底出砂,同時(shí)節(jié)約電能。下面。筆者選取了4口典型低液面井,通過測(cè)液面恢復(fù)的辦法,應(yīng)用體積相等原理確定了油井合理的間抽制度,并進(jìn)行了效益評(píng)價(jià)。

        1 間開油井的選擇

        選取4口典型的低液面井進(jìn)行研究,選井原則為:油井所生產(chǎn)油層有效厚度較小,同時(shí)與注水井的連通性較差,地層能量不能得到有效的補(bǔ)充而導(dǎo)致供液不足,使沉沒度長(zhǎng)期低于200m;并且在現(xiàn)有設(shè)備條件下,生產(chǎn)參數(shù)無法繼續(xù)縮小,供液與采油嚴(yán)重不協(xié)調(diào)[2]。

        4口井的基本情況如表1和表2所示。從表1和表2可以看出,4口井的平均砂巖層厚度為29.4m,平均有效厚度為14.5m;平均產(chǎn)液量為1.65t,平均泵效為13.4%,平均動(dòng)液面為2167m,平均沉沒度僅為119m。

        表1 地質(zhì)數(shù)據(jù)

        表2 生產(chǎn)情況

        2 合理間抽周期的確定

        根據(jù)以上原則,選好井后對(duì)動(dòng)液面進(jìn)行測(cè)試,以確定實(shí)際的動(dòng)液面深度,同時(shí)進(jìn)行計(jì)量,確定準(zhǔn)確的日產(chǎn)液量。落實(shí)好基礎(chǔ)資料后關(guān)井。關(guān)井后根據(jù)油井動(dòng)液面情況,初期每2d測(cè)一次液面,當(dāng)油井液面上升至沉沒度大于200m時(shí)啟抽;啟抽后每天測(cè)一次動(dòng)液面,當(dāng)液面下降至沉沒度低于100m時(shí)再停抽[3]。4口井的液面恢復(fù)曲線(見圖1~圖4)具有一個(gè)共同特征:液面恢復(fù)呈現(xiàn)曲線形態(tài),而不是理論的直線型恢復(fù)。分析主要原因是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的抽汲,井底壓力低,部分井液脫氣,脫出的氣體部分井液壓入油管,從而使液面降低;隨著關(guān)井時(shí)間的延長(zhǎng),地層液進(jìn)入井筒,使流壓升高并逐步超過氣壓,此時(shí)液面開始恢復(fù),初期曲線斜率較大,液面恢復(fù)快,當(dāng)井底流壓上升到一定值時(shí)生產(chǎn)壓差減小,液面恢復(fù)變緩,曲線出現(xiàn)拐點(diǎn);在曲線斜率最大時(shí)油井的供液能力最強(qiáng),此時(shí)液面恢復(fù)高度對(duì)應(yīng)的井筒液體積應(yīng)等于該井在這個(gè)液面恢復(fù)時(shí)間段的日產(chǎn)量,于是在出現(xiàn)拐點(diǎn)后的第2天開井生產(chǎn)[4]。

        圖1 G3102-32液面恢復(fù)曲線

        圖2 G56-33井液面恢復(fù)曲線

        圖3 G3105井液面恢復(fù)曲線

        圖4 G60-39井液面恢復(fù)曲線

        通過液面恢復(fù)可以近似算出該井的靜態(tài)供液能力,即:

        式中,W供為地層供液能力,t;V井為油井內(nèi)油套環(huán)形空間的體積,m3;φ套為套管直徑,取值0.1397m;φ油外為油管外徑,取值0.073m;φ油內(nèi)為油管內(nèi)徑,取值0.062m;φ桿為抽油桿直徑,取值0.019m;h為油套環(huán)空內(nèi)的液柱高度,m;ρ混為油水混合液密度,kg/m3:

        式中,ρ油為原油密度,取值860kg/m3;ρ水為產(chǎn)出水密度,取值1000kg/m3;y油為恢復(fù)液柱中油的體積分?jǐn)?shù)。

        將數(shù)值帶入計(jì)算得到V井=0.0138h,求得該井的供液能力為:

        式中,h為液面恢復(fù)曲線直線段的斜率。

        將G60-39井的數(shù)據(jù)代入求得:

        同樣求得G3105井、G3102-32井、G56-33井的供液能力分別為1.44t、4.25t、1.13t。與關(guān)井前產(chǎn)量對(duì)比,G3105井和G3102-32井符合較好;而G60-39井相差較大,分析認(rèn)為是由于該井所在計(jì)量間為三相流計(jì)量,導(dǎo)致量油不準(zhǔn)。

        以G3105井為例,液面上升到1288m時(shí)不再上升,此時(shí)泵筒內(nèi)的液柱重力與地層流壓基本相等,液面保持穩(wěn)定,此時(shí)應(yīng)該開井。開井后液面下降曲線呈拋物線型,也有近似直線段,當(dāng)液面下降到2100m時(shí)由于生產(chǎn)壓差增大,井液嚴(yán)重脫氣,導(dǎo)致泵受氣影響嚴(yán)重,泵效因?yàn)闅怏w影響嚴(yán)重降低,同時(shí)產(chǎn)液量也較低,此油井日產(chǎn)液量與地層日供液量基本相等,液面保持相對(duì)穩(wěn)定,此時(shí)應(yīng)該采取關(guān)井措施。另外,根據(jù)此時(shí)的產(chǎn)液量W供,并結(jié)合上述推導(dǎo),近似推算出液面下降至2100m所用的天數(shù),動(dòng)態(tài)狀態(tài)下液面下降深度:

        式中,H1為動(dòng)態(tài)條件下的液面下降深度,m;W日為油井日供液能力,t。

        下降到2100m所需的天數(shù)T1為:

        將G3105井的數(shù)據(jù)代入求得T1=4.4d;將G3102-32井的數(shù)據(jù)代入求得T1=3.2d,通過以上2口井的液面恢復(fù)曲線,同時(shí)結(jié)合上述計(jì)算方法所得數(shù)據(jù)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)基本相符,針對(duì)這4口井制定的間抽周期如表3所示。

        表3 4口井的間開制度

        3 效益評(píng)價(jià)

        以G3105井為例,該井電機(jī)功率為33kW,電價(jià)按0.8元/kW·h計(jì)算。

        間開前一個(gè)月電量W1和間開后一個(gè)月電量W2分別為:

        節(jié)約的電量為:間開前后在一個(gè)月生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量對(duì)比,間開前為2.05t/mon,間開后為2.5t/mon;經(jīng)初步估算,采用間開制度后全年經(jīng)濟(jì)效益提高40萬元,同時(shí)也減少了深井泵干磨幾率,保證了深井泵的工作條件,延長(zhǎng)了油井壽命。

        4 結(jié)論

        1)改變油井的工作制度可以改變油井的動(dòng)液面高度,從而可以改變井筒附近流壓的大小和產(chǎn)量的高低,確定間抽工作制度就是根據(jù)油井動(dòng)液面的高低和生產(chǎn)壓差的大小來確定油井的啟、停時(shí)間。

        2)通過油井間抽制度的摸索,開井時(shí)間短,關(guān)井時(shí)間長(zhǎng),油井動(dòng)液面就高,反之油套環(huán)形空間內(nèi)的動(dòng)液面就越低,但動(dòng)液面過低則會(huì)導(dǎo)致抽油泵內(nèi)充滿氣體,泵效急劇下降,工況惡化。因此,油井只有在最合理的工作制度下生產(chǎn),才能獲得產(chǎn)量與效率的最大化。

        3)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,合理確定間抽制度,不但可以提高單井產(chǎn)油量,而且能夠提高泵效,最大限度地節(jié)約電能,經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。

        [1]關(guān)寧,歐陽華章,李華.抽油機(jī)低效間抽井產(chǎn)液變化規(guī)律 [J].油氣田地面工程,2006(2):9-10.

        [2]于小明,何貫中,金英蘭.抽油機(jī)井間抽制度合理性研究 [J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2006(4):21-22.

        [3]周代余,梁政.低效油井合理間歇抽油制度設(shè)計(jì)方法研究 [J].鉆采工藝,2003(1):7-9.

        [4]雷群,趙衛(wèi)國(guó).低產(chǎn)井間歇抽油技術(shù)研究 [J].鉆采工藝,2001(2):10-11.

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