牙刷狀油藏低產(chǎn)油井小泵深抽的節(jié)能啟示*

付亞榮 翟勝?gòu)?qiáng) 王建英 謝蓮英 毛玲 祝慶山 姚慶童

（1.華北油田公司第五采油廠；2.華北油田公司勘探開發(fā)研究院；3.華北油田公司第一采油廠）

引言

牙刷狀油藏含油井段長(zhǎng)，含油層數(shù)多，含油高度窄，油層分布受斷層控制明顯，各個(gè)砂層在斷鼻高點(diǎn)均可能形成油層，剖面上順斷層呈典型的“牙刷式”分布，平面上沿構(gòu)造高部位呈“疊瓦狀”展布[1]，油藏具有“小、碎、貧、散”的特點(diǎn)[2]。利用大斜度多靶點(diǎn)、一井多探新方法進(jìn)行滾動(dòng)開發(fā)，由于注水效果差或無(wú)注水條件，油井動(dòng)液面、產(chǎn)液量下降快，泵效大大降低，運(yùn)行成本增加，使用常規(guī)有桿泵的方法采油不能滿足生產(chǎn)要求，現(xiàn)在許多油田采用小泵深抽的方法來(lái)解決[3]。2000年唐周懷等人在胡慶油田常規(guī)的管、桿、泵、抽油機(jī)、減載裝置將Ф44 mm、Ф38 mm管式泵下至2300 m、3000 m，降低了抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷，并取得了節(jié)能降耗的效果[4]；邱軍等人[5]在TZ4-7-52 井，利用減載裝置配合CYJY14-5-53HB 型抽油機(jī)將Ф 38 mm 管式泵下至3200 m，抽油參數(shù)為沖程4 m，沖速4 min-1；徐蘇欣等人[6]將其發(fā)展到Ф 32 mm、Ф 28 mm管式泵下深至3500 m，并取得了成功。但牙刷狀油藏油井造斜點(diǎn)高，井斜角大，方位變化頻繁，減載裝置入井困難，同時(shí)還需要滿足抽油機(jī)井能效的要求[7]。這里利用現(xiàn)有采油設(shè)備，優(yōu)化桿柱組合，嘗試將Ф 32 mm 管式泵最深下至2600 m，30 余口油井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，平均泵效由34.81%提高到60.19%，能耗降低近10個(gè)百分點(diǎn)。

1 小泵深抽工藝

小泵深抽的特點(diǎn)：泵徑小、泵掛深。小泵深抽技術(shù)最初有Ф56 mm、下掛深度大于1600 m；Ф 44 mm、下掛深度大于1900 m；Ф 38 mm、下掛深度大于2200 m三種。如今隨著工藝不斷改進(jìn)，小泵深抽技術(shù)的泵徑已經(jīng)縮小至Φ 28 mm，泵掛深度達(dá)到3000 m。減小泵徑，加深泵掛，可提高抽油泵的沉沒(méi)度，增大生產(chǎn)壓差，提高油井生產(chǎn)效率。

1.1 選井依據(jù)

沉沒(méi)度小于200 m，泵效低于25%，示功圖顯示供液不足的抽油機(jī)井。同時(shí)，為保證深抽效果，盡量選擇低含水、低產(chǎn)量油井，且50 ℃原油黏度小于300 mPa·s，含砂量小于0.5%。

1.2 工藝要求

在桿柱組合時(shí)，將應(yīng)力-強(qiáng)度干涉模型引入桿柱設(shè)計(jì)，提出抽油桿當(dāng)量疲勞分布、當(dāng)量工作應(yīng)力分布、疲勞強(qiáng)度可靠度的假設(shè)，針對(duì)不同油井的地質(zhì)特點(diǎn)、原油物性，將抽油桿設(shè)計(jì)由靜強(qiáng)度、常規(guī)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)引向動(dòng)強(qiáng)度設(shè)計(jì)[8]。D 級(jí)桿采用三級(jí)組合；HY級(jí)桿可采用22 mm、19 mm兩級(jí)組合；井斜時(shí)采用內(nèi)襯油管與雙向接箍；依據(jù)不同的油井采取必要的防蠟、防腐措施。

1）泵掛深度的確定。根據(jù)油井液體的性質(zhì)，確定合理的沉沒(méi)壓力，然后依據(jù)沉沒(méi)壓力和井底流壓確定泵掛深度[9]。

2）抽油泵的選擇。理論上柱塞面積與下泵深度的平方成反比，抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷和減速箱最大扭矩都與柱塞面積成正比。研究表明：當(dāng)泵掛深度、沖程、沖速一定時(shí)，如果所選泵徑能使因彈性變形而引起的沖程損失等于光桿沖程的一半，產(chǎn)量即可獲得最大值[10]。靠增加泵徑來(lái)增加產(chǎn)量是有限的，每一泵掛深度都應(yīng)有一極限泵徑[11]。泵徑的選擇可以在極限泵徑的范圍內(nèi)，根據(jù)計(jì)算的泵徑，按靠小不靠大的基本原則，在標(biāo)準(zhǔn)序列中選取。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

利用泵徑、泵掛深度的確定方法，在沖程、沖速固定的情況下，30余口牙刷狀油藏低產(chǎn)油井應(yīng)用Ф 32 mm 管式泵深抽，平均泵掛深度2450 m，產(chǎn)液量基本穩(wěn)定，平均泵效由34.81%提高到60.19%，能耗降低近10個(gè)百分點(diǎn)。

典型井例：晉某井2012年5月投產(chǎn)，2013年12月示功圖顯示供液不足，2014年3月4日應(yīng)用Ф32mm管式泵深抽，施工前泵徑與泵掛深度Ф38mm×2303.26 m，示功圖見(jiàn)圖1。施工后泵徑與泵掛深度Ф 32 mm×2300 m，示功圖見(jiàn)圖2。生產(chǎn)制度不變，泵效由34.81%提高到60.19%，提高近25 個(gè)百分點(diǎn)，抽油機(jī)最大負(fù)荷下降12 kN，節(jié)電率11.37%。

圖1 晉某井小泵深抽前示功圖

圖2 晉某井小泵深抽后示功圖

3 結(jié)論

對(duì)于牙刷狀油藏低產(chǎn)井應(yīng)用小泵深抽，要把選井作為施工能否成功的前期工程。牙刷狀油藏低產(chǎn)油井在沖程、沖速不變的情況下，利用原有抽油機(jī)，采用小泵或小泵深抽在不影響產(chǎn)液量的情況下，可以提高泵效、油井系統(tǒng)效率，節(jié)能效果明顯。

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