電泵井油套環空泡沫段形成原因及長度范圍的初步探討

摘要:油田開發過程中，電泵井油套環空普遍存在泡沫段，對油井的動態分析、挖潛上產措施的提出造成一定的影響。為此在生產實際中總結分析的基礎上，對泡沫段的形成機理進行初步探討，并且通過現場對10多口井采取三種不同方法進行了驗證，得出不同驅油方式、套壓、沉沒度級別、采聚濃度、含水等級等方面對油套環空泡沫段形成產生的影響，以及油套環空泡沫段的長度范圍進行了初步確定。得出水、聚兩驅及不同級別的沉沒度油套環空泡沫段存在一定的差異，聚驅井泡沫段高于水驅井;套壓越低，泡沫段越長;沉沒度級別越高的井泡沫段越長;采聚濃度越高的井泡沫段越長;含水級別高的井泡沫段高度越小。上述結論可以為油井挖潛上產措施及油井動態分析提供準確可靠的液面資料。

關鍵詞:電泵井泡沫段 套壓沉沒度聚合物

前言

一口井產液量是生產壓差確定的，當地層壓力穩定，流壓的高低決定油井產量。流壓常常以動液面的變化間接地表示，但由于泡沫段的影響，動液面與流壓不是單純的直線關系，因此，常出現液面上升而產量不變的情況。主要原因是存在泡沫段，其實際是流壓沒變，所以產量不變。若認識不清，可能誤以為地層壓力上升而進行大泵提液，造成措施無效果，浪費人力物力。尤其是產量較大的電泵井的設備要求，克服泡沫段的難度就更大，因此準確分析判斷電泵井泡沫段的大小范圍，是保證油井以最佳產能生產的關鍵。

1、電泵井油套環空泡沫段基本形成原因分析

根據目前生產實際中，抽油井普遍存在油套環空泡沫段，分析主要原因是由于當流壓低于原油飽和壓力時，原油中溶解氣不斷從原油中析出來，在油套環空中形成氣-液混合的“泡沫段”，由于“泡沫段” 相對于油水界面密度較小，同時表面張力加大，容易附著在真實液面之上，特別對產量大的電泵井，泡沫段更易堆積。

2、通過三種方法得到泡沫段的長度

2.1洗井前后測得泡沫段長度

在生產實際中，根據生產資料和動態分析，對6口即將實施上產措施的電泵井進行了熱洗方法進行了核實液面工作，為防止電泵井電纜的老化，保持熱洗液溫度在72 C，熱洗時間控制在2個小時，前后對比平均泡沫段長度在116.65m。

2.2放套壓法測得泡沫段長度

根據流體力學的基本原理，以及采出井穩定生產時排量不變則吸入口壓力不變的基本條件，降低套管壓力，環空動液面就會上升。當套壓降到一定值后，真實液面超過泡沫段高度時，泡沫段隨之消失。

在有泡沫段情況下，所測得的液面值反映了泡沫段的上部位置。降壓時泡沫段并不是隨著真實液面保持固定長度同步上升，而是相對的滯后，隨后部分地被下面上升的液體所占據，直到整個泡沫段全部被占據后才測到真實液面。

3、生產實際中進一步討論泡沫段長度的范圍

3.1套壓與泡沫段大小關系

2000年我礦油氣比一般為120m3/t，油層中部深度950m左右，經計算，套壓越低，泡沫段越長。當套壓為0時，泡沫段長度為100-150m，當套壓大于1時，泡沫段長度比較小，小于30m。

3.2沉沒度與泡沫段大小關系

從沉沒度與泡沫段高度統計表中，可以看出沉沒度級別越低的井泡沫段的高度越高。

沉沒度級別等于小于400m，泡沫段高度在400m 左右。

沉沒度級別在400-500m之間，泡沫段高度在200m 左右。

沉沒度級別在500-600m之間，泡沫段高度在70m 左右。

沉沒度級別在600m以上，泡沫段高度在50m 左右。

可見，沉沒度每下降100m，泡沫段高度上升幅度會更大，甚至達到了200m以上的上升幅度。

不同沉沒度級別泡沫段長度范圍統計表

3.3聚合物與泡沫段大小關系

由于聚合物是一種單體經聚合反應所得到的產物，通常是有機合成高分子，相同的體積下，聚合物溶液比水更具有增粘性，當水驅與聚驅的采出井形成同樣 “泡沫段”時，由于聚驅井的聚合物有較強的粘性，且更具有較大的界面張力，會對“泡沫”液膜的穩定起著重要作用。因此聚驅較水驅更易形成“泡沫段”。從兩驅驗證的平均單井對比，水驅泡沫段高度為58.01m，聚驅泡沫段高度為171.45m，高于水驅泡沫段113.44m。

3.4含水、采出液濃度與泡沫段大小關系

從含水及采聚濃度統計表中可以直觀的看出，含水級別越低的井泡沫段高度越高，采聚濃度越高的井泡沫段高度也越高。

含水等于小于80%，采聚濃度在500mg/L時，泡沫段高度在170m 左右。

含水級別在80-90%之間，采聚濃度在400-500mg/L之間時，泡沫段高度在150m 左右。

含水級別大于等于90%，采聚濃度在200-300mg/L之間時，泡沫段高度在50m 左右。

4、結論

(1)泡沫段長度的確定，可以為大泵提液提供堅實可靠的基礎;

(2)通過三種方法，可以得到泡沫段的長度:洗井簡單省時易操作，準確率較高，對電泵井電纜有一定損傷;放套壓法，可以粗略估計泡沫段長度，操作復雜;理論計算泡沫段長度，可有效提高生產時率，但需要測氣，目前生產中已不存在，準確程度較低。

(3)泡沫段的長度與套壓、沉沒度、平均密度、含水、采聚濃度均有一定的關系。套壓越低，泡沫段越長;沉沒度級別越低的井泡沫段的越長;低含水、高濃度井越大，泡沫段越長。