油井接替舉升工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

沈祖吉

(南陽遠(yuǎn)征實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司,河南南陽473132)

油井接替舉升工藝技術(shù)研究及應(yīng)用

沈祖吉

(南陽遠(yuǎn)征實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司,河南南陽473132)

針對(duì)低產(chǎn)低效油井由于供液能量不足,給有桿泵采油帶來沖程損失大、泵效低等問題,研究了油井接替舉升工藝技術(shù)。采用在有桿泵下端增加射流泵,通過封隔器將高、低滲透層段分開。利用高滲層產(chǎn)生的液量,作為射流泵的動(dòng)力液,在低滲透層段產(chǎn)生壓降,從而改善低滲層的產(chǎn)液能力,提高有桿泵泵效。介紹了接替舉升工藝的技術(shù)組成、技術(shù)原理及現(xiàn)埸應(yīng)用情況,2009年在河南油田現(xiàn)埸應(yīng)用4口井,工藝成功率100%,累計(jì)增油1 553t。

油井;接替舉升;工藝管柱;現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

油田進(jìn)入特高含水后期,一方面是部分高滲透層段水淹程度高,地下形成大孔道、注水利用率低,對(duì)特高含水層需要封堵;另一方面,低滲透含油飽和度高的層段動(dòng)用差,地層供液能力差,油井舉升高度增加,有桿泵沖程損失大,抽油桿斷脫事故增多,系統(tǒng)效率低,采油難度大。在國(guó)內(nèi),為了提高低滲透含油飽和度高的地層的產(chǎn)液能力,通常采用“有桿泵+射流泵”組合舉升工藝,射流泵接在有桿泵的下端,通過封隔器將高滲透含水層和低滲透含油飽和度高的油層分開[1-2]。射流泵動(dòng)力液是由地面提供,地面動(dòng)力液通過射流泵時(shí),產(chǎn)生負(fù)壓,相當(dāng)于增加了低滲透層的生產(chǎn)壓差,既增加了低滲透層的產(chǎn)液量,從而提高了油井產(chǎn)量。但動(dòng)力液在入井前需多次過濾,以防止射流泵堵塞,因此,施工工藝復(fù)雜,成本費(fèi)用高。為克服上述技術(shù)不足,筆者研究了一種施工工藝簡(jiǎn)單,成本費(fèi)用低的油井接替舉升工藝技術(shù)。

1 技術(shù)組成及工藝原理

油井接替舉升是通過有桿泵系統(tǒng)舉升和射流泵系統(tǒng)舉升兩級(jí)舉升接替實(shí)現(xiàn)的。其管柱結(jié)構(gòu)如圖1所示,主要包括有桿泵系統(tǒng)、射流泵和封隔器。

利用封隔器在射流泵上下密封油套管環(huán)行空間,將高滲透含水層和低滲透含油飽和度高的油層分開。其中,射流泵的動(dòng)力液為高滲層產(chǎn)生的高壓液量,經(jīng)過射流泵時(shí),壓力首先表現(xiàn)為大大降低,與單一有桿泵抽油工藝相比,相當(dāng)于增加了低滲透層的生產(chǎn)壓差,對(duì)低滲透層具有誘導(dǎo)油流的作用,提高了該地層的滲流產(chǎn)液能力,既增加了低滲透層的產(chǎn)液量,從而提高了油井產(chǎn)量?；旌弦和ㄟ^射流泵時(shí),壓力得到回升,被舉升到有桿泵的正常抽汲深度h3,實(shí)現(xiàn)一級(jí)舉升;由有桿泵系統(tǒng)再將混合液舉升到地面,實(shí)現(xiàn)二級(jí)舉升。這樣經(jīng)射流泵有桿泵的舉升接替完成了油井產(chǎn)出液的舉升過程。同時(shí),由于油井動(dòng)液面升高,可以降低有桿泵的下泵深度,改善有桿泵的工況,減少桿柱斷脫幾率,降低作業(yè)費(fèi)用及占產(chǎn)時(shí)間。

圖1 接替舉升管柱圖

2 射流泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

為滿足接替舉升工藝需要,研制了一種新型的射流泵,結(jié)構(gòu)見圖2。主要由混合管、外筒、擴(kuò)散管、喉管、噴嘴、偏心鋼球、內(nèi)過濾管、外過濾管等組成。高滲透層噴出的高壓液體經(jīng)過外筒、內(nèi)過濾管到達(dá)噴嘴末段,此時(shí)壓力大大降低,誘導(dǎo)低滲透層的液體通過篩管、外過濾管、偏心球座到達(dá)噴嘴末段(見圖1中箭頭所示),混合液流經(jīng)喉管、擴(kuò)散管時(shí),壓力得到回升,一起流入有桿泵。

圖2 射流泵結(jié)構(gòu)示意

2.2 性能特點(diǎn)

(1)直接利用高滲透層產(chǎn)生的液體作為動(dòng)力液,以攜帶低滲透層的液體,無須增加地面設(shè)施,施工工藝簡(jiǎn)單,成本費(fèi)用低。

(2)具有防堵塞功能。射流泵設(shè)計(jì)有內(nèi)、外過濾管,高、低滲透層的液體經(jīng)內(nèi)、外過濾管過濾后,防止噴嘴、喉管的堵塞。

(3)具有防倒流功能。上沖程時(shí),高、低滲透層的液體沿著各自的路徑運(yùn)行。下沖程時(shí),有桿泵的固定凡爾關(guān)閉,外筒內(nèi)腔壓力升高,迫使偏心鋼球下移,封閉低滲透層的液體通道,高滲透層的液體不會(huì)倒流入低滲透層。

2.3 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

最大外徑:114mm;泵體長(zhǎng)度:868mm;噴嘴直徑:1.3～3.9mm;喉管直徑:3.3～6.2mm;適應(yīng)套管內(nèi)徑 :φ121～φ124mm;適應(yīng)油管內(nèi)徑 :φ62mm;泵體重量:40.5kg;安裝形式:與堵水管柱連接。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

該技術(shù)于2009年在河南油田下二門油礦、魏崗油礦進(jìn)行現(xiàn)埸應(yīng)用4口井,工藝成功率100%,有效率100%,累計(jì)增產(chǎn)原油1 553t(見表1)。

表1 措施井施工前后情況對(duì)比

典型井例。T4-351井是下二門油田的一口生產(chǎn)井,油層深度為1 423.6～1 505.6m,游梁機(jī)有桿泵生產(chǎn)。措施前單采低滲層,工作制度為φ56×2.7×6 ×1163.59,產(chǎn)液 14.7t/d,產(chǎn)油 14.1t/d,含水4%,層間壓差為11.6MPa,工況表現(xiàn)為供液不足,符合有桿泵射流泵接替舉升的應(yīng)用條件。針對(duì)該井的具體情況,對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)(噴嘴直徑1.9mm、喉管直徑3.0mm、射流泵深度1 430m、有桿泵深度830m)。措施后該井工作制度不變,日增油3.6t,應(yīng)用效果明顯。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

(1)有桿泵射流泵接替舉升工藝避免了單一有桿泵深抽或射流泵深抽的不足,通過兩級(jí)舉升實(shí)現(xiàn)油井深抽,可大幅度降低有桿泵載荷,有效改善了抽汲系統(tǒng)的工況。

(2)可用于水平井或斜井,將射流泵下到斜井段,由于射流泵內(nèi)沒有運(yùn)動(dòng)部件,在高、低滲透層壓差得到保證的條件下,可長(zhǎng)期工作。將有桿泵下到直井段,可以不用或少用扶正器,增加了有桿泵工作的可靠性,大大延長(zhǎng)了修井周期,減少作業(yè)費(fèi)用。

(3)可用于動(dòng)液面較深的油井,可減少有桿泵的沖程損失,降低抽油桿斷脫幾率。

(4)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明,油井接替舉升工藝的初步應(yīng)用是成功的,需要通過進(jìn)一步的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)來驗(yàn)證技術(shù)的可靠性,完善和發(fā)展“有桿泵+射流泵”接替舉升工藝。

[1]唐健,彌寶忠.組合舉升套管射流泵的研制[J].石油機(jī)械,1997,25(5):23-26

[2]姚春冬,徐秀芬.抽油桿柱組合對(duì)抽油機(jī)井能耗的影響[J].大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào),1996,20(2):72-742

編輯:李金華

TE831

A

1673-8217(2010)02-0119-02

2009-12-15

沈祖吉,工程師,1958年生,2005年畢業(yè)于中國(guó)科技工程學(xué)院地質(zhì)工程專業(yè),現(xiàn)從事石油工程專業(yè)的研究與技術(shù)推廣應(yīng)用工作。