BZ油田電潛泵全壽命管理下水平井提液研究與實(shí)踐

李 想，柴世超，徐玉霞，阮新芳，楊友國(guó)，何 濱

（中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司）

李 想等.BZ油田電潛泵全壽命管理下水平井提液研究與實(shí)踐.鉆采工藝，2019，42（5）：66-68

BZ油田于2009年投產(chǎn)，主要生產(chǎn)層位為明化鎮(zhèn)組，以水平井分層系開(kāi)發(fā)為主，水平井井?dāng)?shù)占總井?dāng)?shù)76%，產(chǎn)油量占總產(chǎn)量79%。油田投產(chǎn)初期采油速度較高，含水上升快，自然遞減大。為了保證產(chǎn)量的穩(wěn)定運(yùn)行，已嘗試?yán)糜筒毓こ谭椒皵?shù)值模擬法開(kāi)展了油田提液能力、提液時(shí)機(jī)及提液幅度的研究，并于2012年開(kāi)始嘗試通過(guò)提頻或更換大泵實(shí)施提液生產(chǎn)，陸續(xù)實(shí)施提液65井次，累増油量14.4×104m3，取得了較好的增油效果。

在大量生產(chǎn)實(shí)踐的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)油井提液生產(chǎn)存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題：①提液油井的増油效果不同。全油田的提液能力、提液幅度、提液時(shí)機(jī)的研究不能準(zhǔn)確適用于每口單井，單井的提液増油效果存在個(gè)體差異性；②經(jīng)過(guò)前期的大范圍提頻，油井基本滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，沒(méi)有提頻空間，提液需要實(shí)施換泵措施，換泵時(shí)機(jī)如何選擇；③如何將換泵時(shí)機(jī)與經(jīng)濟(jì)效益相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)降本增效。為了解決以上三個(gè)問(wèn)題，提出了電潛泵全壽命管理下的水平井提液研究思路和方案，經(jīng)實(shí)踐證明，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益［1-2］。

一、電潛泵提液周期全壽命研究

1.BZ油田電潛泵運(yùn)轉(zhuǎn)周期的確定

BZ油田全部采用電潛泵舉升方式，目前共有生產(chǎn)井51口。通過(guò)對(duì)所有油井電潛泵運(yùn)轉(zhuǎn)周期的統(tǒng)計(jì)，扣除出砂因素影響，BZ油田的平均運(yùn)轉(zhuǎn)周期為約為1 500 d。由此，BZ油田電潛泵全壽命周期設(shè)計(jì)是考慮油井運(yùn)轉(zhuǎn)5年內(nèi)的產(chǎn)液量變化、含水變化、地層壓力變化及生產(chǎn)制度變化。

2.電潛泵全壽命周期下的單井生產(chǎn)形勢(shì)預(yù)測(cè)

經(jīng)BZ油田前期的提液實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，全油田的提液能力、提液幅度、提液時(shí)機(jī)的研究不能準(zhǔn)確適用于每口單井，單井的提液増油效果存在較大的個(gè)體差異性。因此，本文以BZ油田每口單井的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用廣適水驅(qū)曲線(xiàn)方法計(jì)算每口單井的含水率與無(wú)因次采液指數(shù)曲線(xiàn)，結(jié)合單井的測(cè)井、儲(chǔ)層厚度、注采對(duì)應(yīng)關(guān)系等靜態(tài)資料予以修正，然后對(duì)照廣適水驅(qū)曲線(xiàn)含水率與無(wú)因次采液指數(shù)模板（圖1），確定每口單井的提液時(shí)機(jī)與提液幅度。A和B型曲線(xiàn)代表油井供液能力較強(qiáng)，在低含水期即具備提液能力；C型曲線(xiàn)代表油井水驅(qū)效果較差，供液能力不足，應(yīng)在改善水驅(qū)效果后，考慮油井提液；D型曲線(xiàn)代表油井物質(zhì)基礎(chǔ)較差，不適合提液生產(chǎn)［3-4］。

圖1 廣適水驅(qū)曲線(xiàn)含水率與無(wú)因次采液指數(shù)模板

BZ油田A7h井位于油藏邊部，邊水能量強(qiáng)，且A7h井區(qū)注采井網(wǎng)完善，為A29和A17h兩口注水井的雙向受效井。根據(jù)A7h井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)資料，用廣適水驅(qū)曲線(xiàn)法計(jì)算A7h井的含水率與無(wú)因次采液指數(shù)為A型（圖2），具備較強(qiáng)的提液能力。

圖2 BZ油田A7h井含水率與無(wú)因次采液、采油指數(shù)關(guān)系

在此認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，利用單井動(dòng)態(tài)資料計(jì)算單井的相滲曲線(xiàn)，得出單井的含水率與采出程度、含水率與自然遞減率的關(guān)系，計(jì)算得出該井未來(lái)5年內(nèi)不同采油速度下的含水率與產(chǎn)液量變化趨勢(shì)［5］（圖3）。

圖3 A7h井5年內(nèi)不同采油速度下含水與產(chǎn)液量變化趨勢(shì)

圖4 A7h井電潛泵率敏感性分析

從分析結(jié)果可以看出，A7h井在不同采油速度下2年之內(nèi)都會(huì)進(jìn)入提液階段，且5年內(nèi)含水將上升至90%，產(chǎn)液量將在200～600 m3／d。

3.基于單井產(chǎn)液量預(yù)測(cè)電潛泵全壽命選型和優(yōu)化

以油井產(chǎn)液量規(guī)劃為基礎(chǔ)，利用Wellflo軟件，通過(guò)擬合地層物性、流體性質(zhì)、井筒壓力梯度等參數(shù)建立單井模型，進(jìn)行電潛泵選型與優(yōu)化；再利用單井模型對(duì)油井各產(chǎn)液階段進(jìn)行含水、生產(chǎn)頻率等敏感性參數(shù)的擬合，實(shí)現(xiàn)在電潛泵運(yùn)轉(zhuǎn)周期內(nèi)，通過(guò)調(diào)整電潛泵工作制度來(lái)滿(mǎn)足油井提液生產(chǎn)的需求［6-7］。

以A7h井為例，以含水率、產(chǎn)液量規(guī)劃為基礎(chǔ)，利用Wellflo軟件進(jìn)行電潛泵類(lèi)型篩選，并且進(jìn)行含水率與揚(yáng)程、電機(jī)功率的敏感性分析，確定電潛泵規(guī)格及地面設(shè)備配置［8］（圖4）。

二、礦場(chǎng)試驗(yàn)效果

1.已進(jìn)入提液階段油井實(shí)施效果

對(duì)BZ油田A7h井建立廣適水驅(qū)曲線(xiàn)模型，通過(guò)單井無(wú)因次采液指數(shù)及含水率與含水上升率關(guān)系判斷該井在含水60%時(shí)進(jìn)入提液階段。該井在含水60%階段油井發(fā)生電泵故障，進(jìn)行了電潛泵全壽命周期提液設(shè)計(jì)（表1），利用常規(guī)檢泵時(shí)機(jī)進(jìn)行更換大泵作業(yè)。

表1 A7H井電潛泵全壽命周期提液設(shè)計(jì)

作業(yè)后含水上由60%升至70%，提液生產(chǎn)，日增液180 m3，日增油60 m3，生產(chǎn)頻率38 Hz。隨后含水逐漸升至80%，生產(chǎn)頻率提至45 Hz，日增液提至300 m3，年累增油0.7×104m3，待該井含水升至90%后電潛泵仍具備提液空間。

2.未進(jìn)入提液階段油井實(shí)施效果

對(duì)BZ油田C2H井建立廣適水驅(qū)曲線(xiàn)模型，通過(guò)單井無(wú)因次采液指數(shù)及含水率與含水上升率關(guān)系判斷該井在含水60%時(shí)進(jìn)入提液階段。該井在含水50%階段油井發(fā)生電泵故障，進(jìn)行了電潛泵全壽命周期提液設(shè)計(jì)（表2），利用常規(guī)檢泵時(shí)機(jī)進(jìn)行更換大泵作業(yè)。

表2 C2H井電潛泵全壽命周期提液設(shè)計(jì)

作業(yè)后含水穩(wěn)定在56%左右，沒(méi)有進(jìn)行提液生產(chǎn)，保持作業(yè)前產(chǎn)液量。待該井含水升至60%以上，根據(jù)提液設(shè)計(jì)逐步提高生產(chǎn)頻率，實(shí)現(xiàn)電潛泵全壽命周期內(nèi)的產(chǎn)能充分釋放。

截至目前，BZ油田群共實(shí)施14井次常規(guī)檢泵與更換大泵聯(lián)作作業(yè)，累計(jì)增油量達(dá)3×104m3，節(jié)省更換大泵作業(yè)費(fèi)用2 800萬(wàn)元，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

三、結(jié)論

電潛泵全壽命周期下的水平井提液研究將井筒舉升能力與單井產(chǎn)能變化全程匹配，實(shí)現(xiàn)油井產(chǎn)能潛力充分釋放，并最大程度節(jié)省更換大泵作業(yè)費(fèi)用。

電潛泵全壽命周期下的水平井提液研究充分利用一對(duì)一變頻優(yōu)勢(shì)，將井筒舉升能力與單井產(chǎn)能變化全程匹配，保證全壽命周期內(nèi)的產(chǎn)能充分釋放。

電潛泵全壽命提液研究是以油井產(chǎn)量預(yù)測(cè)為基礎(chǔ)，以檢泵作業(yè)為換泵時(shí)機(jī)，以電潛泵全壽命設(shè)計(jì)為策略，達(dá)到了充分釋放油井產(chǎn)能、節(jié)省作業(yè)費(fèi)用之目的，在水平井開(kāi)發(fā)治理方面有較好的推廣價(jià)值。