油田舉升工藝分析與優(yōu)化策略探究

石健 張紅 李楠 劉暢

摘 要：采油井與注水井協(xié)同生產(chǎn)優(yōu)化決策問題屬于短時(shí)間尺度整體優(yōu)化問題，著重解決在當(dāng)前油藏、地面條件下，如何優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)，挖掘油井生產(chǎn)潛力，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)優(yōu)化管理。采油井與注水井協(xié)同生產(chǎn)優(yōu)化決策應(yīng)是注水開發(fā)油田生產(chǎn)精細(xì)管理最重要的內(nèi)容之一。較好的油藏條件是舉升工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)增油的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于區(qū)塊油層厚度大、層多、層薄，多數(shù)油井存在氣大、出砂現(xiàn)象，限制了舉升工藝優(yōu)化的井?dāng)?shù)。通過分析區(qū)塊油水井對(duì)應(yīng)關(guān)系，增加水井注水量，驅(qū)動(dòng)剩余油。提高油井產(chǎn)液量，放大生產(chǎn)壓差，實(shí)現(xiàn)油井增油。

關(guān)鍵詞：油井；舉升方式；優(yōu)化策略；效果分析

研究區(qū)塊為油田重要生產(chǎn)單元，埋深 1300-2500 米，為中低孔、低滲、水敏儲(chǔ)層，油藏類型為構(gòu)造-巖性油藏，油品性質(zhì)為普通稠油油藏。在舉升過程中面臨著油井偏磨、原油粘度大、泵效低等生產(chǎn)問題，嚴(yán)重制約了該區(qū)塊的高效生產(chǎn)。

1 舉升工藝主要存在問題

油田開發(fā)生產(chǎn)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、開放式系統(tǒng)，其整體生產(chǎn)優(yōu)化問題是一個(gè)多對(duì)象、多維度、多時(shí)間尺度優(yōu)化問題。研究的對(duì)象有油藏、采油井、注水/注氣井、地面集輸管網(wǎng)、注水管網(wǎng)等主體構(gòu)成子系統(tǒng)，部分還需要研究配套的供電/供水、鉆井或井下作業(yè)施工、資金等輔助系統(tǒng)。研究的目的是制定油氣田開發(fā)生產(chǎn)方案，優(yōu)化井網(wǎng)部署、優(yōu)化注水采油方案、優(yōu)化井筒及地面管網(wǎng)工藝參數(shù)、優(yōu)化措施作業(yè)方案等。

（1）油田平均泵掛為1600m，由于油品性質(zhì)較差，原油粘度大，造成抽油桿上下行載荷差異大，易造成抽油桿疲勞斷脫，嚴(yán)重會(huì)造成光桿不同步，造成抽油桿下行緩慢；停井后啟動(dòng)載荷大，易損壞抽油機(jī)和抽油桿。（2）油層平均原始?jí)毫ο禂?shù)為0.96，為低滲透油藏，所有井投產(chǎn)均為壓裂投產(chǎn)，供液能力較差，壓裂后地層反吐壓裂砂，有造成泵卡風(fēng)險(xiǎn)。（3）該區(qū)塊為一般稠油油藏，造成油井在舉升工藝過程易形成撓曲偏磨，隨著開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，區(qū)塊含水率不斷上升，造成原油乳化、含水升高，特別是近幾年由于受征地影響，新井均利用老井場(chǎng)或者采用平臺(tái)井，油井偏磨加劇，因桿管偏磨的檢泵由原來的 25%上升至 42%，嚴(yán)重影響該區(qū)塊檢泵周期。（4）由于原油粘度大，流動(dòng)性差，地層供液能力較差，造成沖程損失大、抽油泵充滿系數(shù)低等問題，影響油井產(chǎn)能。

2 舉升工藝優(yōu)化方案

目前該區(qū)塊舉升工藝主要采用抽油機(jī)-有桿泵方式，抽油機(jī)主要為 10 型抽油機(jī)，部分井為 12 型抽油機(jī)。抽油泵以直徑38mm-57mm 泄油泵為主。針對(duì)油田舉升工藝面臨生產(chǎn)問題提出以下解決方案。一是采用油管電加熱技術(shù)。該技術(shù)是利用電流通過油管及套管，加熱油管內(nèi)流體，達(dá)到降低原油粘度、緩解油井結(jié)蠟的目的，該技術(shù)的使用對(duì)于緩解抽油桿撓曲偏磨，抽油桿沖程損失大效果良好。由于油田為中-強(qiáng)水敏油藏，采用油管斷加熱技術(shù)可以防止頻繁熱洗造成的地層污染減產(chǎn)的問題。油管電加熱技術(shù)在油田累計(jì)實(shí)施近 30 井次，對(duì)于降低抽油機(jī)負(fù)荷效果顯著，平均單井抽油機(jī)最大載荷下降 14KN，最小載荷上升 7KN，延長(zhǎng)油井檢泵周期近 200 天。該技術(shù)的應(yīng)用可以有效緩解撓曲偏磨，解決了抽油桿不同步問題，避免了熱洗造成的地層污染和返排占產(chǎn)，可以有效提高油井泵效。二是配套使用防偏磨配套措施。針對(duì)井斜造成的桿管偏磨，計(jì)劃采用抽油桿防偏磨技術(shù)。由于油田為稠油油藏，

過多下入抽油桿扶正器易造成抽油桿上下行阻力變大，抽油桿疲勞斷脫，泵效低等問題。因此我們對(duì)偏磨井段較短的油井采用自旋式注塑扶正器，其具有耐磨、使用壽命長(zhǎng)、保護(hù)油管的優(yōu)勢(shì)；針對(duì)偏磨井段長(zhǎng)的油井建議采用鋼制連續(xù)抽油桿。鋼制連續(xù)抽油桿無接箍，抽油桿強(qiáng)度大，可以有效緩解油井偏磨，延長(zhǎng)油井檢泵周期；鋼制連續(xù)抽油桿無接箍，上下行阻力下，特別是在稠油井和原油乳化井中沖層損失小，可以有效提高泵效；抽油桿強(qiáng)度大，可以有效避免抽油桿疲勞斷脫問題；自帶加重桿設(shè)計(jì)，可以有效避免油井撓曲偏磨。三是優(yōu)化舉升工藝方案。針對(duì)該區(qū)塊均為壓裂投產(chǎn)的現(xiàn)狀，壓裂后第一次投產(chǎn)均采用割縫篩管，可以有效避免因壓裂受地層吐砂造成抽油泵卡泵、磨損問題，正常生產(chǎn)一段時(shí)候后更換為大眼篩管，保證油流通道，減小篩管對(duì)油井產(chǎn)量的影響。針對(duì)該區(qū)塊油井撓曲嚴(yán)重問題，在該區(qū)塊油藏開展加重桿設(shè)計(jì)，有效避免因撓曲造成的桿管偏磨現(xiàn)象。針對(duì)該區(qū)塊上下行載荷差距大，易造成油管疲勞脫落，進(jìn)一步提高該油管配比安全系數(shù)，由原來的2000m 后加下加厚油管調(diào)整為1800m 加下加厚油管，實(shí)施后未發(fā)生井口油管脫落現(xiàn)象。針對(duì)油層供液能力較差的問題，油井泵掛絲堵位置在主力生產(chǎn)油層頂上50m，可以有效挖掘油井產(chǎn)能的同時(shí)避免油井地層出砂造成砂埋管柱的問題；壓裂生產(chǎn)一段時(shí)間后，泵掛可以加深至油藏中深位置，進(jìn)一步挖掘油井產(chǎn)能。四是加強(qiáng)生產(chǎn)管理制度。針對(duì)該區(qū)塊采用長(zhǎng)沖層、慢沖次測(cè)工作制度；優(yōu)化油管電加熱加熱制度，形成一井一策的加熱制度，在保證油井正常生產(chǎn)的前提下進(jìn)一步節(jié)約生產(chǎn)成本。建議在該區(qū)塊推廣使用油管電加熱技術(shù)解決油井撓曲偏磨；油稠造成的疲勞斷脫、光桿不同步、泵效低等問題。偏磨井根據(jù)井況不同采用不同的偏磨配套措施。在資金允許的情況下，該區(qū)塊適用鋼制連續(xù)抽油桿配套油管電加熱技術(shù)，預(yù)計(jì)可以使該區(qū)塊平均檢泵周期達(dá)到 1000 天以上。

3 結(jié)論

針對(duì)油田面臨的地層水敏嚴(yán)重、供液能力差、原油粘度大、桿管偏磨嚴(yán)重、泵效低等生產(chǎn)問題。建議在該區(qū)塊推廣使用油管電加熱技術(shù)和防偏磨配套措施，并用合理的生產(chǎn)管理制度按保證該區(qū)塊油井高效生產(chǎn)。

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