過(guò)渡帶低產(chǎn)井間抽方法探索與實(shí)踐

寇相軍（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田過(guò)渡帶地區(qū)共有油水井657口，低產(chǎn)能抽油機(jī)井150余口，平均單井產(chǎn)液26.3 t/d，產(chǎn)量低、液面深，正常工作時(shí)，示功圖顯示“嚴(yán)重供液不足”，油井的排液能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于供液能力，抽油泵的泵效很低。對(duì)一些用最小抽汲參數(shù)組合仍不能改善不合理供、排關(guān)系的井，實(shí)施間抽管理，可有效提高油井生產(chǎn)管理水平，節(jié)省大量生產(chǎn)用電，降低生產(chǎn)投入，并且可減少由于液面過(guò)深而引發(fā)桿、管斷脫的概率，消除抽油泵“空磨”現(xiàn)象，降低機(jī)、泵、桿的損壞。因此，對(duì)低產(chǎn)能抽油機(jī)井實(shí)行間抽生產(chǎn)管理是一種節(jié)能降耗、提高生產(chǎn)管理水平的有效方法。

1 間抽方式

1.1 油井間抽生產(chǎn)的確定

理論上講，確定油井的合理工作狀態(tài)，主要根據(jù)油井地層的連通情況和周圍水井的注水狀況，結(jié)合油井流入、排出曲線（圖1），找出供、采協(xié)調(diào)點(diǎn)m及相應(yīng)狀態(tài)下的合理流壓Ph，再根據(jù)Ph制定相應(yīng)的生產(chǎn)管理制度和抽汲參數(shù)。

通過(guò)油井流入流出曲線可以看出，隨著流壓的降低，油井產(chǎn)量逐步升高；當(dāng)流壓降至合理流壓以下時(shí)，即使流壓增幅ΔPh（ΔP=Ph-Po）很大，產(chǎn)量增幅ΔQ(ΔQ=Qh-Qo)也很小。說(shuō)明此時(shí)油井的排液能力大于供液能力，呈現(xiàn)“供液不足”現(xiàn)象，抽油泵效率很低[1]。

圖1 油井供排協(xié)調(diào)關(guān)系曲線

描述抽油泵泵效η的公式為

式中：

q——油井產(chǎn)液量，m3/d；

Q理——抽油泵理論排量，m3/d。

提高泵效的有效方法是增加地層產(chǎn)液量q，減少抽油泵理論排量Q理。對(duì)于過(guò)渡帶低產(chǎn)井，由于地下連通狀況所決定，想通過(guò)地層改造來(lái)實(shí)現(xiàn)大幅增產(chǎn)的可能性不大。只有通過(guò)降低Q理值，才能有效提高泵效η。若降低Q理值，地面生產(chǎn)管理中，首先考慮調(diào)小參數(shù)；如果該井沒(méi)有調(diào)小余地，或調(diào)小后供、排關(guān)系仍不能改善，就要考慮對(duì)該井進(jìn)行間抽管理。

1.2 間抽時(shí)間的合理確定

通過(guò)對(duì)部分低產(chǎn)能抽油機(jī)井實(shí)施間抽生產(chǎn)管理，對(duì)抽油機(jī)井液面、產(chǎn)量進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)。

以7-2977井為例，將關(guān)井恢復(fù)曲線、起抽后液面變化曲線和量油曲線對(duì)照時(shí)間坐標(biāo)觀察發(fā)現(xiàn)：油井關(guān)井24 h，液面恢復(fù)420m，而起抽后只用了5 h，液面降至1022m，下降了408m，說(shuō)明地層的供液能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于泵的排液能力。初期量油最高達(dá)30 t/d，5 h后很快降至12 t/d，6 h后降至9 t/d，由此可以確定該井每天合理的生產(chǎn)時(shí)間為5～6 h。

對(duì)于“嚴(yán)重供液不足”井，從抽油泵工作狀態(tài)的變化情況也能確定合理的生產(chǎn)時(shí)間。

2 間抽井變化規(guī)律

2.1 間抽過(guò)程中產(chǎn)量的變化規(guī)律

起抽初期的產(chǎn)量并不是最高值，而在油、套壓的觀測(cè)中也未發(fā)現(xiàn)異常變化。假設(shè)：①由于關(guān)井后泵筒內(nèi)液體處于靜止，泵內(nèi)溫度相對(duì)較低，剛起抽時(shí)，液體的流動(dòng)狀態(tài)較差。隨后地層液體逐漸流入井筒，溫度逐漸升高，液體流動(dòng)狀態(tài)逐漸改變，抽油泵的抽汲狀態(tài)有所改善，產(chǎn)量有所回升。②關(guān)井后井筒附近地層中的液體流入井筒的速度逐漸變慢，趨于靜止。剛開(kāi)井時(shí)，由于地下巖石中液體的滲流特性，井筒附近的能量補(bǔ)充緩慢、滯后，短期內(nèi)出現(xiàn)“供不應(yīng)求”的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致這種結(jié)果。隨著時(shí)間的推移，地層能量逐漸釋放，供液能力有所增強(qiáng)[2]。對(duì)7-2977井量油曲線進(jìn)行分析，在起抽初期3 h內(nèi)，由于油套環(huán)形空間和井底附近的地層能量?jī)?chǔ)存豐厚，供給泵筒的液體充足，抽油泵高效工作，這段時(shí)間為供液“充足段”；隨后的3 h，由于油套環(huán)形空間和地層中井筒附近的能量?jī)?chǔ)存快速釋放，并且受連通性的限制，地層能量不能及時(shí)大量的補(bǔ)充，產(chǎn)量逐漸下降，漸漸出現(xiàn)供液不足的跡象，泵效降低，最后接近間抽前的水平，這段時(shí)間為“相對(duì)不足段”；隨后產(chǎn)量、液面變化不大，相對(duì)穩(wěn)定在間抽前的水平，呈現(xiàn)“嚴(yán)重供液不足”狀態(tài)，這段時(shí)間為“嚴(yán)重不足段”。

在“充足段”和“相對(duì)不足段”，抽油泵在合理和準(zhǔn)合理狀態(tài)下工作，而在“嚴(yán)重不足段”，抽油泵在極不合理狀態(tài)下工作。長(zhǎng)期工作在這種狀態(tài)下，將產(chǎn)生大量負(fù)效應(yīng)。實(shí)施間抽生產(chǎn)就是縮短或消除抽油泵在“嚴(yán)重不足段”內(nèi)的工作時(shí)間，讓抽油泵在合理狀態(tài)下工作。

2.2 間抽過(guò)程中電流及耗電的變化規(guī)律

由圖2可知，開(kāi)井初期，由于液面相對(duì)關(guān)井前變淺，舉升高度變小，電流由正常時(shí)的39 A變?yōu)?2 A，電動(dòng)機(jī)耗電由正常時(shí)每小時(shí)6 kWh變?yōu)?.5 kWh，下降了1.5 kWh。由此表明，間抽生產(chǎn)中，不僅關(guān)井時(shí)節(jié)省大量電能，起抽后也能節(jié)省一部分電量。如圖2所示，13：00時(shí)電流為40 A，14：00時(shí)變?yōu)?5 A，電流發(fā)生較大變化，這主要是由于油井供液不足后，泵充不滿，下行過(guò)程中固定閥不能及時(shí)打開(kāi)所造成。隨著“供液不足”程度的增大，電流逐漸減小。

圖2 7-2977井起抽后電流變化曲線

3 間抽井實(shí)施效果

針對(duì)喇嘛甸油田67口實(shí)施間抽管理的抽油機(jī)井進(jìn)行產(chǎn)量、耗電等情況監(jiān)測(cè)對(duì)比。

3.1 間抽井產(chǎn)量變化情況

采用“單位時(shí)間累計(jì)計(jì)量法”：將有效生產(chǎn)時(shí)間內(nèi)每小時(shí)的量油累計(jì)相加后除以24，就是間抽井每天的實(shí)際產(chǎn)量。對(duì)以下15口井間抽前后的產(chǎn)液量進(jìn)行觀測(cè)、對(duì)比，具體效果見(jiàn)表1。

表1 間抽井產(chǎn)量變化

通過(guò)觀測(cè)和計(jì)算發(fā)現(xiàn)，在“嚴(yán)重供液不足”的低產(chǎn)能井上，實(shí)施合理的間抽管理制度，對(duì)油井產(chǎn)量沒(méi)有太大影響。由表1可知，正常生產(chǎn)時(shí)10 t/d以下的井實(shí)施間抽，產(chǎn)液量不受影響；15 t/d以上的井產(chǎn)液量有一定影響，但也不能說(shuō)這些井就不適合間抽，只是間抽時(shí)間的確定不合理，重新調(diào)整間抽時(shí)間和間抽方法，同樣能取得預(yù)期效果。對(duì)于有些井間抽后產(chǎn)量反而增加，可以這樣考慮：間抽后抽油泵的抽汲能力有了明顯改善，泵效提高所造成；也可能由于間抽生產(chǎn)改變了地下液體的流動(dòng)狀態(tài)，變平穩(wěn)滲流為波動(dòng)滲流，地層導(dǎo)流能力有所改變而造成。

3.2 間抽井節(jié)電情況

對(duì)19口間抽井間抽前后耗電情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)比，停機(jī)時(shí)間8 h，生產(chǎn)時(shí)間16 h，對(duì)比表明節(jié)電效果明顯，具體見(jiàn)表2。

表2 間抽井耗電變化

全天24 h內(nèi)，起抽16 h，停8 h，停機(jī)時(shí)間占全天時(shí)間的1/3。24h生產(chǎn)平均單井日耗電366.2 kWh，間抽后日耗電231.5kWh，單井日節(jié)電134.7kWh，節(jié)電率為36.8%。以平均單井日節(jié)電134.7 kWh計(jì)算，34口井間抽全月節(jié)電13.739 4×104kWh，年節(jié)電164.87×104kWh。

試驗(yàn)期間只是針對(duì)間抽井在24 h內(nèi)停抽了8 h，根據(jù)大部分井的實(shí)際情況，停抽時(shí)間可以繼續(xù)延長(zhǎng)至12 h、15 h或更長(zhǎng)時(shí)間，節(jié)電效果將更加明顯。試驗(yàn)表明，對(duì)低產(chǎn)井實(shí)施間抽管理，在不影響產(chǎn)量的情況下，可節(jié)約大量生產(chǎn)用電，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。

4 間抽生產(chǎn)管理方法

與24 h常開(kāi)生產(chǎn)井管理不同，由于間歇采油，油層、井筒、地面、集輸?shù)雀鱾€(gè)方面發(fā)生很大變化，必須對(duì)間抽井生產(chǎn)管理的相應(yīng)環(huán)節(jié)作出適當(dāng)調(diào)整。

間抽井同步測(cè)試可每月一次，由基層礦確定測(cè)試日期，測(cè)試當(dāng)天需全天開(kāi)井。

為了及時(shí)反映泵的工作狀況，抽油機(jī)井示功圖可采取周期性（4～5天）測(cè)試，測(cè)試時(shí)間應(yīng)為當(dāng)日停機(jī)前。

間抽時(shí)間不改變時(shí)，可每?jī)稍虏捎谩袄塾?jì)計(jì)量法”監(jiān)測(cè)一次產(chǎn)液量，作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量，并記下起抽初期和關(guān)井之前兩點(diǎn)的時(shí)間、產(chǎn)量，以便日后加以對(duì)照。正常每5 h量油一次，在起抽初期和停機(jī)前與“累計(jì)計(jì)量法”相同的時(shí)間內(nèi)計(jì)量產(chǎn)量，并加以對(duì)照。無(wú)明顯波動(dòng)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量可繼續(xù)延用；如發(fā)生明顯波動(dòng)，將重新采用“累計(jì)計(jì)量法”計(jì)量。

化驗(yàn)含水與電流可每天一次，但取樣或測(cè)試時(shí)間應(yīng)為停機(jī)前半小時(shí)內(nèi)。

停抽后必須摻水保護(hù)管線，冬季寒冷，可將井口纏裹包嚴(yán)，或考慮采取電加熱保溫。

5 結(jié)論

1）對(duì)油藏供液能力差及其他供液不足井確定合理的間抽時(shí)間，實(shí)施有效的間抽管理，能夠改善油井不合理工作狀況，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。

2）通過(guò)間抽前、后耗電情況觀測(cè)，對(duì)低產(chǎn)井實(shí)施間抽管理，在不影響產(chǎn)量的情況下，節(jié)電效果明顯。

[1]萬(wàn)仁溥.采油工程手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2000:223.

[2]嚴(yán)慶雨,繆建成.間抽井間抽周期制定方法研究[J].小型油氣藏,2004(6):45-46.