環、樹狀流程對單井產能的負面影響

梁麗娜

【摘要】油田發展的方向是開發精優高效、技術多維集成、地面立體集約、管理降本增效、人才精專多能”，那么在地面工程的建設當中主要體現的就是“集約化建設，降投資成本”。在流程上主要是采用環狀、樹狀流程工藝，將原來單井的雙管流程工藝簡化，降低了地面管網密度。但是在降低投資成本的同時新技術和新工藝給油藏工程的評價帶來新的問題，環樹流程設計回油壓力為1.5MPa，但在實際生產過程中，由于液量、回壓影響，多數環樹采出井產液量下降明顯，制約產能釋放的同時，給地質開發分析及效果評價帶來困難。產液量的高低是衡量一口生產井的重要生產參數之一，如何解決新流程回壓高和單井液量之間的矛盾是目前急需解決的問題。通過本論文，我們研究了環樹狀流程對單井產能的影響。為今后其它應用環樹流程區塊提供有效的產量界定理論依據。主要成果如下：理論分析出了回壓對抽油機井泵效的影響規律?？偨Y出了回壓上升規律，提出了控制回壓的措施建議。

【關鍵詞】環狀流程 樹狀流程 回壓 產液量 泵效

1環狀、樹狀流程解釋

1.1樹狀流程

解釋：樹狀流程有一條摻水干線和一條回油干線，樹狀流程中的單井摻水、回油管線分別搭接在該流程的摻水干線和回油干線上，這樣每口樹狀流程井都自己單獨的的摻水、回油管線。（如圖1），圖（1）中藍色箭頭表示的是管線內液體流向。

1.2環狀流程

解釋：環狀流程，顧名思義就是通過一個回油管線將所有油井串聯起來的流程形勢，這條線起點是計量間摻水線終點是計量間總回油匯管，所有單井都串聯在這條管線上。計量間摻水線出來的水作為整個管線的伴熱水，單井產液與摻水混合后回到計量間回油匯管。（如圖2）。

2環樹狀流程應用效果

2.1優點

環樹流程簡化了流程工藝，增加了投產速度。在新井投產過程中，節約回油，管線總長度只相當于普通雙管流程的約1/3，地面管線工藝流程投產工期提高6個月以上。

節約了計量間。環樹流程的采用，減少了總的計量間回油管線頭數，因而減少了新投計量間數量，既方便了計量間管理也節約了投資。

投產后減少了伴熱摻水量。因環樹流程管線與普通雙管流程相比總長度縮短、總管徑縮小，所以在冬季生產過程中用來給管線伴熱的摻水量相應減少，節約了轉油站伴生氣消耗量。也減少了轉油站加熱罐、摻水泵的用量，節省了轉油站地面工藝投資。

方便了地面工程管理。由于地面管網簡化，所以減少了地面工程管理工作量，同時降低了地面管線因施工等外力破環的幾率，進而降低了管線穿孔、斷裂的次數，方便了管理。

2.2缺點

部分環樹流程因各種原因，回壓定期規律性升高，最高可超1.5Mpa。目前我們隊共有21個樹或環的73口井因回壓升高需要定期沖洗管線，消耗大量能源，同時影響了正常熱洗井的完成和質量。尤其是冬季增加很多沖回壓工作量。

回壓升高給油井冬季生產管理帶來很多問題。首先，新投環樹集油流程井設計最高回油壓力可達1.5Mpa，但在實際生產運行中由于各轉油站摻水系統壓力均不能超過1.3Mpa，造成冬季很多回壓高井摻水管線不能摻水，水線凍線事故經常發生。其次，環樹流程井回油壓力升高后，部分低泵效、低產液井回油回流不暢，回油管線凍事故也時常發生。最后回壓升高造成抽油機井盤根更換周期縮短，螺桿泵機械密封刺漏維修次數增加。

回壓升高影響新井產能釋放。在環樹流程井投產初期為了驗證環樹流程對流程產液影響，我們曾經采用對同一樹狀流程采用全部井同時生產時的合量產液與該流程所有井單獨生產時的產液和進行對比的方法，計算得出了環樹流程減少單井產液15%。每天影響產液400方，油約36噸。

由于環樹流程井不能單井量油，因此單井產液變化不能及時發現，這對產液變化井的下步措施制定和實施造成了不利影響。

3回壓升高對抽油機井泵效影響規律認識

抽油機井泵效影響因素很多，為了從理論上分析、驗證回油壓力對油井產液影響，我們通過分析抽油泵泵效損失因素，給出了泵效隨回壓變化的理論分析結果。

通過抽油泵的工作原理我們知道抽油泵主要泵效損失因素有以下幾點：（1）沖程損失；（2）間隙漏失量；（3）凡爾漏失；（4）充滿系數。

3.1回壓對間隙漏失量的影響：

抽油泵漏失量計算公式：

（1）

q-抽油泵間隙漏失量，厘米3/秒

D-泵徑，厘米

v-物體的運動粘度，厘米3/秒

I-活塞長度，米

-活塞兩端的液體壓差，米

g-重力加速度，厘米/秒2

e-徑向間隙，厘米

VP-活塞運動速度，厘米/秒

在計算公式中，只有參數和回壓相關，回壓增加相當于增加了活塞上端液體壓力，將井內液體密度近似看為1103kg/m3，回壓每增加1MPa，相當于增加液柱100m。即參數增加100米。所以回壓增加回顯著增加抽油泵的間隙漏失量。設kh為回壓，單位MPa，間隙漏失量隨回壓的變關系可表示為：

（2）

因回壓增高，而增加的間隙漏失泵效損失為：

（3）

Q-為單井的實際日產液，立方米。

通過該公式，就可以定量的計算出回壓與泵間隙漏失量的關系。但由于間隙漏失量和活塞與泵筒間隙有關，因而會隨時間因間隙增大而增大。

4環樹流程回壓上升規律認識及降回壓措施實施

環樹流程回壓高分以下幾種類型：（1）流程產液量大，在管徑固定、長度固定的情況下單根管線內流量越大管線內壓力肯定越高。由于這一原因造成管線內回壓高的流程，治理方法只能是加粗管線或拆分流程，降低管線內流量，進而達到降低回壓目的。這樣的流程我們找出了2個環狀流程、6個樹狀流程。并對這些流程進行了拆分改造，通過改造我們即達到了降低回壓的目的，同時釋放了產能。（2）管線長度過長，流體在管線內運動過程中摩擦阻力增加，造成流程回壓偏高。這樣的流程因受井的地理位置限制，流程無法改造。解決措施只能是采用光面內壁管線，以降低流體摩擦阻力。（3）摻水伴熱不夠造成回油溫度低，或是原油含聚濃度大，造成回油粘度增加，流動阻力增加，流程回壓增加。對于這樣的流程我們應當增加摻水溫度、壓力，保證回油溫度在合理范圍內。我們聚中609轉油站系統就是因為摻水溫度低造成回油溫度低，該系統回壓普遍偏高。今年冬季我們計劃對聚中609轉油站摻水系統進行了改造，增加2臺摻水加熱爐。保證摻水溫度，達到降回壓目的。（4）回油管線結蠟、結垢造成管線，這些管線需要定期熱洗清除管線內蠟質和污垢，根據上面回壓產量損失比例曲線我們知道，回壓在1.0以上時，產量損失增加較快，因此對這些管線我們規定回壓到1.0Mpa時進行沖洗。

5結語

（1）現場實驗和理論分析都證實，回壓升高會增加油井泵效損失，降低單井產液。（2）環、樹流程的采用，有簡化流程設計、節約建設資金的優勢，也為采油工程和地面工程管理帶來了難度，影響了產能釋放。（3）針對不同回壓上升原因，采取合理措施，可以控制好回壓同時增加產能。