低液面抽油機井合理間抽制度的確定

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補充，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］。針對這部分井，現(xiàn)場一般采用間歇抽油的辦法，即抽一段時間停一段時間，如此往復(fù)，這樣既能有效采出井底液，又能降低油井因長期在低液面狀態(tài)下工作而造成的井底出砂，同時節(jié)約電能。下面。筆者選取了4口典型低液面井，通過測液面恢復(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，并進行了效益評價。

1 間開油井的選擇

選取4口典型的低液面井進行研究，選井原則為：油井所生產(chǎn)油層有效厚度較小，同時與注水井的連通性較差，地層能量不能得到有效的補充而導(dǎo)致供液不足，使沉沒度長期低于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，選好井后對動液面進行測試，以確定實際的動液面深度，同時進行計量，確定準確的日產(chǎn)液量。落實好基礎(chǔ)資料后關(guān)井。關(guān)井后根據(jù)油井動液面情況，初期每2d測一次液面，當油井液面上升至沉沒度大于200m時啟抽；啟抽后每天測一次動液面，當液面下降至沉沒度低于100m時再停抽［3］。4口井的液面恢復(fù)曲線（見圖1～圖4）具有一個共同特征：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)過長時間的抽汲，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)井時間的延長，地層液進入井筒，使流壓升高并逐步超過氣壓，此時液面開始恢復(fù)，初期曲線斜率較大，液面恢復(fù)快，當井底流壓上升到一定值時生產(chǎn)壓差減小，液面恢復(fù)變緩，曲線出現(xiàn)拐點；在曲線斜率最大時油井的供液能力最強，此時液面恢復(fù)高度對應(yīng)的井筒液體積應(yīng)等于該井在這個液面恢復(fù)時間段的日產(chǎn)量，于是在出現(xiàn)拐點后的第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)液柱中油的體積分數(shù)。

將數(shù)值帶入計算得到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)量對比，G3105井和G3102－32井符合較好；而G60－39井相差較大，分析認為是由于該井所在計量間為三相流計量，導(dǎo)致量油不準。

以G3105井為例，液面上升到1288m時不再上升，此時泵筒內(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，當液面下降到2100m時由于生產(chǎn)壓差增大，井液嚴重脫氣，導(dǎo)致泵受氣影響嚴重，泵效因為氣體影響嚴重降低，同時產(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，液面保持相對穩(wěn)定，此時應(yīng)該采取關(guān)井措施。另外，根據(jù)此時的產(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)，動態(tài)狀態(tài)下液面下降深度：

式中，H1為動態(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，同時結(jié)合上述計算方法所得數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)基本相符，針對這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 效益評價

以G3105井為例，該井電機功率為33kW，電價按0.8元／kW·h計算。

間開前一個月電量W1和間開后一個月電量W2分別為：

節(jié)約的電量為：間開前后在一個月生產(chǎn)時間內(nèi)的產(chǎn)量對比，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)濟效益提高40萬元，同時也減少了深井泵干磨幾率，保證了深井泵的工作條件，延長了油井壽命。

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)油井動液面的高低和生產(chǎn)壓差的大小來確定油井的啟、停時間。

2）通過油井間抽制度的摸索，開井時間短，關(guān)井時間長，油井動液面就高，反之油套環(huán)形空間內(nèi)的動液面就越低，但動液面過低則會導(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)濟效益十分可觀。

［1］關(guān)寧，歐陽華章，李華.抽油機低效間抽井產(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)計方法研究 ［J］.鉆采工藝，2003（1）：7－9.

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