有桿泵工況綜合分析方法與優(yōu)化對策

王文剛 魏路軍 陳洪強(qiáng)

摘要：研究井區(qū)油藏具有砂體零散、連通性差、油層薄、縱向跨度大等特點，目前以有桿泵抽油舉升方式開發(fā)。在原有工況控制圖版基礎(chǔ)上改進(jìn)完善形成抽油機(jī)圖版、電泵圖版和水井圖版，滿足不用生產(chǎn)井要求。通過抽油井工況診斷準(zhǔn)確反映了研究井區(qū)油井的實際生產(chǎn)情況，利用生產(chǎn)參數(shù)敏感性分析為抽油井井下工藝參數(shù)的調(diào)整提供了科學(xué)的依據(jù);參數(shù)優(yōu)化結(jié)果明確現(xiàn)場施工參數(shù)，調(diào)整后油井產(chǎn)量增加，泵效和系統(tǒng)效率提高，改善油藏開發(fā)效果。

關(guān)鍵詞：油藏壓力;工藝參數(shù);宏觀控制圖模板;井筒壓力;系統(tǒng)效率

由于研究井區(qū)油藏壓力降低，出現(xiàn)部分油井產(chǎn)量下降，當(dāng)前生產(chǎn)工藝參數(shù)不合理等問題。本文繪制出該區(qū)抽油機(jī)井宏觀控制圖模板，診斷出油井工況，建立并優(yōu)選單井流體物性、多相流井筒壓力擬合模型，擬合出符合生產(chǎn)實際的IPR和TPC曲線，利用節(jié)點分析得出泵徑和下泵深度是主要敏感生產(chǎn)參數(shù)。定產(chǎn)量參數(shù)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果給出參數(shù)偏大區(qū)8口油井調(diào)整后的沖程、沖次、泵徑、泵掛等井下參數(shù)，將工況不合理井調(diào)整至工況合理范圍，將參數(shù)偏大區(qū)油井平均泵效由優(yōu)化前提高15.8%，并在現(xiàn)場應(yīng)用后產(chǎn)液量及泵效增加，提高了油井系統(tǒng)效率，降低了噸液單耗，達(dá)到降本增效開發(fā)效果。

1地質(zhì)概況

研究井區(qū)各個砂組內(nèi)部油水間互，關(guān)系復(fù)雜，平面上油層變化快，連續(xù)性差，單砂層單獨成藏，極為分散，具有“一砂一藏”特征。油藏主要受物性好的單砂體控制。單個油層厚度一般小于3m，且縱向跨度大，儲層孔隙度為28. 45%，滲透率為271. 25mD，為中高孔、中滲特征。研究井區(qū)地面原油密度0.835g/cm³，粘度（50⁰C）4.0-5.27mPa·s。地層水型為NaHCO₃型，井區(qū)均為有桿泵采油。

2工況診斷

“油井工況管理是一項基礎(chǔ)工作，工況管理必須從基層推進(jìn)?！彪S著開發(fā)的不斷深入，研究井區(qū)地層壓力低，注水見效程度差，部分油井動液面降低，產(chǎn)量減少導(dǎo)致抽油泵效降低，系統(tǒng)效率降低，能耗升高。改善油井工況，提前做好預(yù)優(yōu)化設(shè)計是關(guān)鍵，確保工況優(yōu)化、參數(shù)調(diào)整更富有針對性。對高沉沒度油井，重點優(yōu)化油井泵掛深度，減少管桿泵偏磨，延長油井檢泵周期。對低液低含水區(qū)塊，實施油井間開，使得油井處于合理區(qū)，達(dá)到節(jié)能降耗、減輕磨損的目的。

研究井區(qū)合理區(qū)油井16口，參數(shù)偏大區(qū)油井8口，其平均日產(chǎn)液量低2.2t/d，平均泵效只有12.11%，，需要重點對該區(qū)油井參數(shù)調(diào)整，發(fā)揮油層潛力。另外斷脫漏失區(qū)油井共10口，參數(shù)偏小區(qū)油井共1口，待落實區(qū)油井共2口。

3參數(shù)分析

針對研究井區(qū)參數(shù)偏大的8口井進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，以參數(shù)偏大區(qū)A井為例，對其進(jìn)行工況分析及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。通過強(qiáng)化全過程管控，結(jié)合區(qū)塊特點和單井生產(chǎn)難點，探索實施‘單井措施管理卡，明確列出油井的動靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、作業(yè)井史、憋壓情況、沉沒壓力與泵效、管理難點和應(yīng)對措施，使一線員工可以參與到工況管理活動中。

3. 1油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

A井油層中部深度1532m，油藏壓力10MPa，目前該井油層供液能力不足，動液面1341m，泵掛深度1400m，日產(chǎn)液1. 8t/d，含水率49%，泵效11.2%。

3.2擬合模型優(yōu)選

流體物性中原油溶解氣油比和體積系數(shù)擬合選用模型，井筒多相管流擬合采用Mukherjee-Brill模型進(jìn)行計算。A井為一單層油藏的垂直井，通過給定產(chǎn)量的Vogel模型擬合計算出該井IPR流入動態(tài)曲線，由目前抽吸參數(shù)計算出該井TPC流出動態(tài)曲線，擬合得到協(xié)調(diào)點產(chǎn)液量1. 87t/d，與實際產(chǎn)液量1. 8t/d相差0.07t/d，相對誤差3.9%，說明軟件模擬結(jié)果與目前生產(chǎn)情況吻合，符合該井的生產(chǎn)實際。

3 .4參數(shù)敏感分析

3. 4. 1參數(shù)-產(chǎn)液量

沖程從1m增加到6m，產(chǎn)液量從1. 55t/d增加到1. 9t/d。目前該井沖程3. 0m，再增加沖程對產(chǎn)液量增加很小，說明該井沖程參數(shù)合理。沖次從3/min增加到12/min，產(chǎn)液量從1. 85t/d到1. 89t/d，增加幅度很小，基本無變化。目前該井沖次4/min，再增加沖次對產(chǎn)液量增加很小，參數(shù)合理。

3. 4. 2泵徑一產(chǎn)液量

泵徑從28mm增加到44mm，產(chǎn)液量1. 85t/d到1. 88t/d，增加幅度很小，基本無變化。目前該井采用38mm整筒管式泵生產(chǎn)，若減小泵徑，采用28mm泵生產(chǎn)，基本不影響產(chǎn)液量，說明該井泵徑參數(shù)偏大，需要優(yōu)化。

3. 4. 3泵掛一產(chǎn)液量

下泵深度從1000m增加到1600m，產(chǎn)液量從1.69t/d增加到1.91t/a，產(chǎn)量增加較大。目前該井油藏中深1532m，泵掛1400m，增加泵掛產(chǎn)液量增加幅度很小，說明目前泵掛參數(shù)基本合理。

3.5優(yōu)化設(shè)計結(jié)果

按照參數(shù)設(shè)計步驟，將8口參數(shù)偏大油井根據(jù)目前生產(chǎn)參數(shù)建立模型，擬合優(yōu)化，通過參數(shù)偏大區(qū)油井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計結(jié)果可以看出，抽油泵泵徑由36mm降低到28mm，沖次由4/min降低到3.1/min，沖程基本不變，平均泵掛由1400m增加到 1520m，平均泵效由優(yōu)化前12. 11%提高到27. 92 %，提高幅度15.8%。優(yōu)化后工況符合參數(shù)合理區(qū)范圍。

4現(xiàn)場實施情況

要發(fā)揮油藏潛力，就需要對區(qū)塊油井進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計、調(diào)整工況，以達(dá)到提高產(chǎn)量、改善開發(fā)效果、節(jié)能增效的目的。通過制作日度工況的預(yù)警模板，可自動繪制模擬抽油機(jī)井日度宏觀控制圖，不僅可以提前30小時了解油井狀況，及時針對泵效大于100%、轉(zhuǎn)周新開、合理區(qū)和待落實區(qū)油井的異常數(shù)據(jù)，密切跟蹤。對研究井區(qū)敏感參數(shù)調(diào)整后，單井平均日產(chǎn)液量由2. 2t/d上升至2. 53t/d，日產(chǎn)油量由1. 45t/d增加到1. 58t/d，并提高了泵效4. 3%和系統(tǒng)效率，降低了噸液單耗，達(dá)到了降本增效的目的。

5 ?認(rèn)識與建議

優(yōu)化工況分區(qū)邊界條件，滿足油井工況評價需要。根據(jù)各種參數(shù)對泵效的影響趨勢以及合理沉沒度的控制，結(jié)合原油物性和生產(chǎn)狀況，確定適合于油井邊界條件;建立完善分油藏圖版，滿足不同油藏要求。常規(guī)油藏：邊界條件的確定，流體物性一般取平均值，桿管組合、生產(chǎn)參數(shù)按數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，。稠油油藏、高油氣比油藏以及低滲油藏工況圖邊界條件的確定，流體物性、桿管組合、生產(chǎn)參數(shù)油田或區(qū)塊平均值，潛力線確定主要根據(jù)沉沒壓力對泵充滿程度影響的計算結(jié)果調(diào)整;形成工況圖版系列。

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