任傳曉（大慶頭臺(tái)油田開發(fā)有限公司）

1 現(xiàn)狀

隨著油田開發(fā)的持續(xù)深入，部分油井產(chǎn)量呈不同程度的下降，其中油層邊緣井甚為明顯。以X區(qū)塊為例，該區(qū)塊油井總數(shù)256口，其中處于油層邊緣過渡帶的井有56口，由于沒有完善的注采井網(wǎng)，地層能量補(bǔ)給難度較大，導(dǎo)致該部分井平均日產(chǎn)液由投產(chǎn)初期的14 t下降至8 t，如果依然采取連抽的生產(chǎn)模式，在低油價(jià)的形勢下，這部分井連抽生產(chǎn)處于虧損的狀態(tài)。由于此類井日產(chǎn)液較低，地面和地下參數(shù)下調(diào)空間較小，通過降參數(shù)實(shí)現(xiàn)增效比較困難；如采取投入新型變頻設(shè)備的方式，能夠在一定程度上降低能耗，但由于變頻設(shè)備費(fèi)用高，投資回收期長[1]。通過以上分析，間抽措施成為了低效井提效的首選措施。

考慮到間抽措施影響液量和節(jié)電率兩項(xiàng)重要影響因素，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需求，以節(jié)電為目的制定“多停少抽”制度[2]，由于缺乏間抽過程認(rèn)識(shí)理論支持的條件下，各項(xiàng)制度在制定過程中均是定性判斷，只能針對(duì)產(chǎn)量相對(duì)較高井以少影響油量為目的，實(shí)施停5 h抽19 h、停6 h抽18 h；產(chǎn)量相對(duì)較低井以多節(jié)電為目的，執(zhí)行停1 d抽1 d、停2 d抽1 d制度，傳統(tǒng)的間抽執(zhí)行都是基于人工執(zhí)行，間抽制度都是以24 h為周期，開井時(shí)間較長，間抽執(zhí)行效果并未到達(dá)最佳。

2 效益評(píng)價(jià)方法研究

目前現(xiàn)場間抽執(zhí)行主要以人工執(zhí)行和不停機(jī)間抽設(shè)備輔助執(zhí)行兩種方式，兩種方式都是通過確定合理的啟停機(jī)時(shí)間來實(shí)現(xiàn)間抽效益的提升，因此，針對(duì)不同的執(zhí)行方式分類制定間抽尤為重要。為細(xì)化間抽效益評(píng)價(jià)方法，結(jié)合理論研究加深了間抽過程認(rèn)識(shí)，為制度確定和效益計(jì)算提供依據(jù)[3]。

2.1 研究思路

據(jù)間抽井效果統(tǒng)計(jì)，主要影響因素有產(chǎn)量、電量兩項(xiàng)；次要影響因素有地面油水分離、水處理、運(yùn)輸、作業(yè)費(fèi)用等。為準(zhǔn)確分析間抽效果，需要解決的關(guān)鍵問題是準(zhǔn)確計(jì)量間抽產(chǎn)量、間抽井電量數(shù)據(jù)，分析不同井相關(guān)規(guī)律，并確定計(jì)算方法，從而指導(dǎo)間抽制度的優(yōu)選。

2.2 技術(shù)方案

2.2.1 間抽井動(dòng)液面變化規(guī)律

間歇抽油制度包括兩個(gè)參數(shù)：一是停抽時(shí)間TS；二是抽油時(shí)間TP[4]。在停抽周期TS內(nèi)，井口不出液。由于油井動(dòng)液面處于恢復(fù)狀態(tài)，因此流壓一直處于上升狀態(tài)并高于連續(xù)抽油時(shí)的流壓，導(dǎo)致地層流入油套環(huán)空的液量隨流壓上升而降低；在抽油時(shí)間TP內(nèi)，抽油泵將油套環(huán)空內(nèi)流體抽汲到油管內(nèi)并舉升到地面，井口產(chǎn)液。在抽油泵抽汲舉升原油的同時(shí)，地層內(nèi)流體連續(xù)流入到油套環(huán)空內(nèi)。雖然抽油泵抽汲液體導(dǎo)致液面逐漸降低，但由于在抽油過程中，液面仍然高于連續(xù)抽油的液面，即流壓高于連續(xù)抽油的流壓，因此在抽油過程中，地層流入井筒的液量也有所降低[5]。在停抽周期TS內(nèi)，任意時(shí)刻動(dòng)液面變化規(guī)律可由Vogel方程描述地層的滲液能力求取。

當(dāng)靜壓低于油井飽和壓力時(shí)，油井流入特性曲線為：

式中：qin為流入液量，m3/d；pr為地層靜壓，Pa；pf為井底流壓，Pa；qmax為地層瞬時(shí)最大滲液量，m3/d。

當(dāng)靜壓高于油井飽和壓力時(shí)，油井流入特性曲線為：

式中：J為采油指數(shù)，m3/(Pa·d)；pb為油井飽和壓力，Pa。

利用油井流入特征曲線方程可知，要減少間抽影響產(chǎn)量，井底流壓值不應(yīng)有太大的波動(dòng)，因此，停機(jī)時(shí)間應(yīng)當(dāng)合理且時(shí)間較短。

在抽油時(shí)間TP內(nèi)，主要依靠抽油泵正常工作導(dǎo)致動(dòng)液面變化，影響泵效的主要參數(shù)包括柱塞的有效沖程系數(shù)、充滿系數(shù)、泵的漏失系數(shù)、沉沒壓力條件下溶氣原油的體積系數(shù)等[6]，應(yīng)用抽油泵排量公式可以計(jì)算。根據(jù)影響因素分析結(jié)果，在油藏參數(shù)與抽汲參數(shù)一定的條件下，油井產(chǎn)液量(即抽油泵的實(shí)際排量)是沉沒壓力與泵排出壓力的函數(shù)[7]，反應(yīng)了動(dòng)液面變化規(guī)律見圖1。

圖1 動(dòng)液面變化規(guī)律曲線

在間抽措施開井過程中，由于油藏參數(shù)與抽汲參數(shù)未發(fā)生變化，開井后經(jīng)過連續(xù)抽汲，動(dòng)液面恢復(fù)至連抽狀態(tài)。

2.2.2 間抽井能耗情況研究

生產(chǎn)井能耗主要由電動(dòng)機(jī)提供，通過抽油機(jī)井四連桿機(jī)構(gòu)，經(jīng)抽油桿傳至井下。根據(jù)抽油機(jī)的能量傳遞順序，單井間抽能耗的計(jì)算，需要考慮電動(dòng)機(jī)、機(jī)型、抽油桿組合、泵徑等影響參數(shù)[8]。在整個(gè)間抽周期內(nèi)油井的瞬時(shí)排量與油井動(dòng)液面均在不斷的變化，因此電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)輸入功率也在不斷的變化，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)輸入功率與平均輸入功率公式，求得間抽過程中電動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率，進(jìn)而可以求得一個(gè)間抽周期內(nèi)的耗電量與間歇抽油油井一天的平均日耗電[9]。

式中：Pz為開井段耗電量，k Wh；Tp為開井時(shí)間，h；Ts為停抽時(shí)間，h；PMI(t)為電動(dòng)機(jī)瞬時(shí)功率，kW；Pd為日耗電，k Wh。

油井采用間歇生產(chǎn)后節(jié)電率可以表示為：

式中：ηdP為節(jié)電率，%；P0為連抽日耗電，kWh。

能耗消耗主要發(fā)生在開井時(shí)間段，因此，一個(gè)周期內(nèi)開井時(shí)間越長，能耗消耗就越大。開井時(shí)間的長短，直接決定了節(jié)約電量效果。結(jié)合間抽過程分析，要保障間抽措施實(shí)現(xiàn)停機(jī)時(shí)間段少影響油，開井時(shí)間段保持高效生產(chǎn)，只有采取短周期、高頻次的間抽方式。

2.2.3 間抽井經(jīng)濟(jì)效益情況研究

油井在生產(chǎn)原油的過程中還需投入相應(yīng)的費(fèi)用，其中需要考慮的因素有:噸油銷售價(jià)格、噸油資源稅額、噸液材料費(fèi)、噸液燃料費(fèi)、噸液動(dòng)力費(fèi)、單井平均井下作業(yè)費(fèi)、單井平均測試費(fèi)、單井平均修理費(fèi)、電價(jià)等，通過綜合考慮油井的產(chǎn)出與投入[10]，對(duì)比連續(xù)抽油和間抽抽油的平均日經(jīng)濟(jì)效益，從而獲得抽油機(jī)井間抽效益分析結(jié)果。

根據(jù)以上各種影響因素和分析結(jié)果，建立的間抽計(jì)算模型。利用油井在生產(chǎn)的過程中還需投入相應(yīng)的費(fèi)用，綜合油井的產(chǎn)出與投入，形成計(jì)算連續(xù)抽油油井的平均日經(jīng)濟(jì)效益。

式中：B0為日經(jīng)濟(jì)效益，元；Q0為日產(chǎn)液，t/d；nw為含水率，%；ρo為油密度，t/m3；ρw為水密度，t/m3；Fo為噸油銷售價(jià)格，元/t；Ft為噸油資源稅額，元/t；Fm為噸液材料費(fèi)，元/t；Ff為噸液燃料費(fèi)，元/t；Fd為噸液動(dòng)力費(fèi)，元/t；Fw為單井平均井下作業(yè)費(fèi)，元/(a·t)；Fz為單井設(shè)備平均折舊費(fèi)，元/(a·t)；Fc為單井平均測試費(fèi)，元/(a·t)；Fr為單井平均修理費(fèi)，元/(a·t)；Fe為電費(fèi)單價(jià)，元/k Wh。

3 應(yīng)用實(shí)例

以X區(qū)塊A井間抽效果為例，該井為單趟回油管線，避免了井間量油干擾，導(dǎo)致量油數(shù)據(jù)不準(zhǔn)；該井計(jì)量間設(shè)有連續(xù)量油裝置，可準(zhǔn)確計(jì)量間抽產(chǎn)量。模擬間抽動(dòng)液面隨時(shí)間變化關(guān)系見圖2、實(shí)測間抽井底流壓隨時(shí)間變化關(guān)系見圖3。制定了不同的間抽制度，并進(jìn)行驗(yàn)證，間抽執(zhí)行效果對(duì)比見表1。

圖2 模擬間抽動(dòng)液面隨時(shí)間變化關(guān)系

圖3 實(shí)測間抽井底流壓隨時(shí)間變化關(guān)系

表1 間抽執(zhí)行效果對(duì)比

以人工間抽停6 h抽18 h制度與不停機(jī)間抽2 h抽5.1 h為例，兩項(xiàng)制度的啟停時(shí)間基本接近，人工間抽產(chǎn)量8.41 t、電量97.58 k Wh、效益18.62元，不停機(jī)間抽產(chǎn)量9.84 t、電量95.07 kWh、效益65.96元，從產(chǎn)量和效益兩方面來對(duì)比，不停機(jī)間抽的啟機(jī)時(shí)間稍長，但是耗電量基本接近，但產(chǎn)量影響比例明顯下降；在相同啟停時(shí)間、周期接近的前提下，利用不停機(jī)間抽技術(shù)執(zhí)行多頻次的周期，效果更優(yōu)。

總體來看，應(yīng)用連續(xù)量油裝置計(jì)量A井11種不同間抽制度下產(chǎn)量，通過計(jì)算結(jié)果對(duì)比，間抽效益高于連抽效益，且合理的間抽制度能夠?qū)㈤g抽效益更優(yōu)化。通過各項(xiàng)制度數(shù)據(jù)對(duì)比，開展間抽執(zhí)行能夠有效改善油田低產(chǎn)井效益，通過以經(jīng)濟(jì)效益為指標(biāo)優(yōu)選出效益最優(yōu)制度0.5 h抽0.5 h。根據(jù)上述研究成果，開展A井間抽執(zhí)行，該井執(zhí)行間抽執(zhí)行時(shí)間為4—10月底，累計(jì)執(zhí)行時(shí)間240天，執(zhí)行制度為停0.5 h抽0.5 h，單井增加效益2.19萬元。

4 結(jié)論

1）在排除電動(dòng)機(jī)、抽油泵、生產(chǎn)參數(shù)等客觀因素的影響間抽效果的前提下，間抽制度是影響間抽效果的主要原因。

2）針對(duì)低產(chǎn)低效井，開展間抽措施，單井效益有明顯提升，執(zhí)行多頻次間抽制度較長周期間抽效益更優(yōu)。同時(shí)，利用不停機(jī)間抽裝置，可執(zhí)行最優(yōu)間抽制度，效益相對(duì)于人工間抽有較大提高。