車載式提撈采油技術研究

許昱娟（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

薩北油田經過三十余年的開發已普遍進入高含水開發后期，過渡帶地區已成為增儲上產的重要組成部分。因此，開展油水過渡帶的研究具有非常重要的意義。

薩北油田目前開發的東部過渡帶和北部過渡帶共有37口擴邊井，正常時平均單井日產液6.1 t，單井日產油1.4 t，含水77.0%；目前開采8口井，平均單井日產液10.9 t，單井日產油1.0 t，含水90.8%，利用率21.6%。

過渡帶地區擴邊井開采的是油底水頂的過渡部分，同時受邊水推進影響，產量遞減、含水上升速度均大于純油區；另外，擴邊井的原油具有密度低、粘度低、含膠量低、含蠟量高、凝固點高的物性特征，再加上注采系統、地面管網配套設備不完善，造成單井回壓偏高，呈現出低效井比例偏高，利用率偏低。

針對過渡帶地區擴邊井目前存在的問題，對過渡帶地區擴邊井開展車載提撈現場試驗，既能夠進一步挖潛油層潛力，確保油田儲量不損失，又能夠對車載提撈采油進行相關技術研究。

1 低效井的成因分析

低效井是自投產以來開發效果較差井，其主要特征表現為：在相同開采階段產量低、含水高，且投產以來累計產油、累計產水均較低。

導致油井低效的原因主要有以下幾方面：

1）油層發育差，單井射開有效厚度低，地層滲透率低。

2）泵況變差影響形成低效井。過渡帶擴邊井由于單井產能低，一些斷漏井不能及時檢泵作業，形成低效井。

3）注水不足。

4）油田開發末期正常水平的低效井。

目前，對于薩北油田過渡帶擴邊井來說，油層發育差、泵況變差是引起低效井的重要原因。

2 懸掛式組合井口提撈裝置[1]

T L-XG JK -D N65/6.4M pa-S 型組合提撈裝置見圖1，具有以下特點：

1）結構簡單合理。該井口由油井抽子、250閘板閥、放空閥、防護帽組成。

圖1 組合裝置示意圖

2）使用方便快捷。井口安裝好以后，將井抽子通過懸掛裝置直接坐在井口里，在作業時只需將防護帽卸掉，將提撈車上的快速接頭與抽子上的球頭直接相連，輕輕提起抽出懸掛裝置將變扣接頭與井口相連即可進行作業。完成作業后將抽子提起至井口上端此時抽子的橡膠套筒與井口之間形成一個內環腔，井口頂端的油會通過這個環腔回流到井口里。這樣就大大避免了在拆解過程中由于頂部的油無法回流而污染井場的現象。

3）密封性能良好。

4）有效地控制和釋放壓力。

3 合理提撈周期的確定

油井產液量高低由生產壓差、地層物性和地層流體性質決定。由于受多層合采、地層流體的多相性及地層滲透率高低等因素影響，加之一些參數不易準確求取等，很難建立一口井出液狀況的定量關系式。油井停產后，由于續流現象，在一段時間內地層繼續出液使液面恢復，液面恢復的速度及幅度綜合反映生產層壓力、地層及流體性質等特征，是油井生產時產液量與動液面的綜合體現。為了獲得真實的地層產能，在穩定流方程的基礎上，根據物質平衡原理，導出生產井的液面恢復的流動方程和產能方程，根據定積分的幾何意義，求出任意點間的平均產能。

3.1 流動方程的導出[2]

現代理論研究認為，在穩定流條件下，擴散方程的解析解為

從而得到

對于生產井，其流動過程是不穩定的，但是對于整個流動過程中的任意時刻我們可以把它近似地看成是穩定流動。因此該公式對于整個流動過程的任意時刻都適用。

采出井在液面恢復過程中，井筒內液柱上升速度隨時間有變化規律地變化。隨著地層中的流體不斷滲流到井筒內，液柱不斷增高，如果不考慮流體通過射孔井眼時和在井筒內上升過程中的摩擦阻力的影響，其變化可表示為

若將井筒內液柱高度用靜地壓力來表示，即

于是

根據物質平衡原理，地層向井底的滲流速度等于井筒內液柱增高的速度，因此將式（1）和式（2）合并得

對（3）式積分得

式（4）就是所要求得流動方程，其物理意義是：在生產井的流動過程中，井底的流動壓差（即生產壓差）的自然對數與流動時間呈線性變化關系，見圖2。

圖2 采出井實際流動曲線

3.2 產能方程的導出

因為m1=m?m2，故

式（5）即為產能方程式，該式說明生產井的液面恢復產量與流動壓差之間呈線性關系。根據該式很容易就能計算出任意壓差下液面恢復產量（m?m2為采油指數J）。

應用流動方程和產能方程，可以計算直線段上任意壓力下或任意時刻的產量q，并且還可以在直角坐標系中繪制產量Q 與壓力P 之間的曲線；若將壓力P 轉換成液面深度H ，同樣也可以做出Q 與H 之間的曲線。

如果需要計算在某一壓差范圍內或者某一時間段內的平均產量，通過對式（5）進行積分就可以得到平均產量

3.3 合理提撈周期的確定

通過計算不同壓差（對應液面恢復高度）下的平均產量，從而制定出合理的提撈周期（表1）。

表1 不同供液能力油井提撈采油周期

根據表1，對目前7口正常運轉的提撈井進行了對比分析，符合率達到100% （表2）。

表2 提撈井提撈周期符合率

4 提撈采油合理的經濟界限分析

4.1 油井撈油經濟極限產量確定方法[3]

在一定回收期內，投入產出相等時對應的單井初始穩定產量即為油井撈油經濟極限產量。

設油井投產初期穩定產量，即油井撈油經濟極限產量為qmin；油井按指數遞減規律遞減，年遞減率為d；年生產時間t 天；穩產時間T0年；遞減開始至償還期時間為T年；那么油井自投產至償還期累積產油為

設單井提撈設備一次性投資為S1元；單井固定資產一次性投資為S2元，單井提撈采油投入操作成本S3，原油價格為Poil，依據投入產出平衡原理得

從而得出

4.2 油井撈油含水經濟界限

油井撈油噸油操作費隨油井含水上升增加幅度較大，當提撈噸油操作費與其收入相等時，對應的含水即為該井含水經濟界限。

設一套提撈車組年所需燃料費、材料費和人員工資等費用為S 元，一套提撈車組每天能提撈液量為Q t，含水率為fw，年生產時間為t 天，噸油操作成本費用為Vp，外委提撈隊伍結算價格為Vp0，則噸油操作成本費用為

當Vp≤Vp0時，外委提撈隊伍可收獲利潤。依據盈虧平衡原理，推導出油井撈油或抽油轉撈油井含水經濟界限計算公式為

4.3 過渡帶應用結果

依據撈油實踐，確定出原油生產經營費和參數，當噸油售價2382元，外委噸油價格為370元時，對應的油井撈油經濟極限產量3.81 t/d，油井撈油含水經濟界限為83.3%。外委噸油價格為240元時，對應的油井撈油經濟極限產量3.65 t/d，油井撈油含水經濟界限為74.3% （表3）。

表3 提撈采油經濟界限

通過對比提撈井的產液量和含水，按外委價格370元/t時，符合經濟效益的提撈井有8口，經濟符合率達到80%；另有2口井因含水率高于極限含水率83.3%而不經濟，下步將對這2口井采取控制含水措施（表4）。

5 認識及建議

1）對于低產低效井及邊遠零散井，采用提撈采油方式是提高油井利用率、提高經濟效益的有效途徑。

表4 過渡帶提撈單井經濟評價

2）T L-XG JK -D N65/6.4M pa-S 型組合井口提撈裝置能夠滿足提撈采油過程中地壓力進行控制和釋放的需要。

3）通過液面恢復法能夠簡單、快速、有效地確定單井合理提撈周期。

4）提出了油井提撈采油或機采井轉提撈采油井經濟極限產量和含水經濟界限計算公式，為確定低產低效油井提撈采油或機采井轉提撈井的合理經濟界限提供了技術依據。

[1]路永明,武漢民.新編機械設計手冊（修訂版）[M].北京:石油大學出版社.1998:22-69.

[2]萬仁溥,羅英俊.采油技術手冊（修訂本）[M].北京:石油工業出版社.1998:35-62.

[3]高志華,侯德艷.對大慶外圍油田開發中幾個經濟界限的研究[J].大慶石油地質與開發,1996:21-23.