車載式提撈采油技術(shù)研究

許昱娟（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

薩北油田經(jīng)過三十余年的開發(fā)已普遍進入高含水開發(fā)后期，過渡帶地區(qū)已成為增儲上產(chǎn)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(fā)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(chǎn)液6.1 t，單井日產(chǎn)油1.4 t，含水77.0%；目前開采8口井，平均單井日產(chǎn)液10.9 t，單井日產(chǎn)油1.0 t，含水90.8%，利用率21.6%。

過渡帶地區(qū)擴邊井開采的是油底水頂?shù)倪^渡部分，同時受邊水推進影響，產(chǎn)量遞減、含水上升速度均大于純油區(qū)；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(tǒng)、地面管網(wǎng)配套設(shè)備不完善，造成單井回壓偏高，呈現(xiàn)出低效井比例偏高，利用率偏低。

針對過渡帶地區(qū)擴邊井目前存在的問題，對過渡帶地區(qū)擴邊井開展車載提撈現(xiàn)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?qū)囕d提撈采油進行相關(guān)技術(shù)研究。

1 低效井的成因分析

低效井是自投產(chǎn)以來開發(fā)效果較差井，其主要特征表現(xiàn)為：在相同開采階段產(chǎn)量低、含水高，且投產(chǎn)以來累計產(chǎn)油、累計產(chǎn)水均較低。

導(dǎo)致油井低效的原因主要有以下幾方面：

1）油層發(fā)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(chǎn)能低，一些斷漏井不能及時檢泵作業(yè)，形成低效井。

3）注水不足。

4）油田開發(fā)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(fā)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(jié)構(gòu)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(yè)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(yè)。完成作業(yè)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(nèi)環(huán)腔，井口頂端的油會通過這個環(huán)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(xiàn)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(chǎn)液量高低由生產(chǎn)壓差、地層物性和地層流體性質(zhì)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(shù)不易準確求取等，很難建立一口井出液狀況的定量關(guān)系式。油井停產(chǎn)后，由于續(xù)流現(xiàn)象，在一段時間內(nèi)地層繼續(xù)出液使液面恢復(fù)，液面恢復(fù)的速度及幅度綜合反映生產(chǎn)層壓力、地層及流體性質(zhì)等特征，是油井生產(chǎn)時產(chǎn)液量與動液面的綜合體現(xiàn)。為了獲得真實的地層產(chǎn)能，在穩(wěn)定流方程的基礎(chǔ)上，根據(jù)物質(zhì)平衡原理，導(dǎo)出生產(chǎn)井的液面恢復(fù)的流動方程和產(chǎn)能方程，根據(jù)定積分的幾何意義，求出任意點間的平均產(chǎn)能。

3.1 流動方程的導(dǎo)出[2]

現(xiàn)代理論研究認為，在穩(wěn)定流條件下，擴散方程的解析解為

從而得到

對于生產(chǎn)井，其流動過程是不穩(wěn)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(wěn)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(fù)過程中，井筒內(nèi)液柱上升速度隨時間有變化規(guī)律地變化。隨著地層中的流體不斷滲流到井筒內(nèi)，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(nèi)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(nèi)液柱高度用靜地壓力來表示，即

于是

根據(jù)物質(zhì)平衡原理，地層向井底的滲流速度等于井筒內(nèi)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(chǎn)井的流動過程中，井底的流動壓差（即生產(chǎn)壓差）的自然對數(shù)與流動時間呈線性變化關(guān)系，見圖2。

圖2 采出井實際流動曲線

3.2 產(chǎn)能方程的導(dǎo)出

因為m1=m?m2，故

式（5）即為產(chǎn)能方程式，該式說明生產(chǎn)井的液面恢復(fù)產(chǎn)量與流動壓差之間呈線性關(guān)系。根據(jù)該式很容易就能計算出任意壓差下液面恢復(fù)產(chǎn)量（m?m2為采油指數(shù)J）。

應(yīng)用流動方程和產(chǎn)能方程，可以計算直線段上任意壓力下或任意時刻的產(chǎn)量q，并且還可以在直角坐標(biāo)系中繪制產(chǎn)量Q 與壓力P 之間的曲線；若將壓力P 轉(zhuǎn)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(nèi)或者某一時間段內(nèi)的平均產(chǎn)量，通過對式（5）進行積分就可以得到平均產(chǎn)量

3.3 合理提撈周期的確定

通過計算不同壓差（對應(yīng)液面恢復(fù)高度）下的平均產(chǎn)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(jù)表1，對目前7口正常運轉(zhuǎn)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(jīng)濟界限分析

4.1 油井撈油經(jīng)濟極限產(chǎn)量確定方法[3]

在一定回收期內(nèi)，投入產(chǎn)出相等時對應(yīng)的單井初始穩(wěn)定產(chǎn)量即為油井撈油經(jīng)濟極限產(chǎn)量。

設(shè)油井投產(chǎn)初期穩(wěn)定產(chǎn)量，即油井撈油經(jīng)濟極限產(chǎn)量為qmin；油井按指數(shù)遞減規(guī)律遞減，年遞減率為d；年生產(chǎn)時間t 天；穩(wěn)產(chǎn)時間T0年；遞減開始至償還期時間為T年；那么油井自投產(chǎn)至償還期累積產(chǎn)油為

設(shè)單井提撈設(shè)備一次性投資為S1元；單井固定資產(chǎn)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(jù)投入產(chǎn)出平衡原理得

從而得出

4.2 油井撈油含水經(jīng)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(dāng)提撈噸油操作費與其收入相等時，對應(yīng)的含水即為該井含水經(jīng)濟界限。

設(shè)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(chǎn)時間為t 天，噸油操作成本費用為Vp，外委提撈隊伍結(jié)算價格為Vp0，則噸油操作成本費用為

當(dāng)Vp≤Vp0時，外委提撈隊伍可收獲利潤。依據(jù)盈虧平衡原理，推導(dǎo)出油井撈油或抽油轉(zhuǎn)撈油井含水經(jīng)濟界限計算公式為

4.3 過渡帶應(yīng)用結(jié)果

依據(jù)撈油實踐，確定出原油生產(chǎn)經(jīng)營費和參數(shù)，當(dāng)噸油售價2382元，外委噸油價格為370元時，對應(yīng)的油井撈油經(jīng)濟極限產(chǎn)量3.81 t/d，油井撈油含水經(jīng)濟界限為83.3%。外委噸油價格為240元時，對應(yīng)的油井撈油經(jīng)濟極限產(chǎn)量3.65 t/d，油井撈油含水經(jīng)濟界限為74.3% （表3）。

表3 提撈采油經(jīng)濟界限

通過對比提撈井的產(chǎn)液量和含水，按外委價格370元/t時，符合經(jīng)濟效益的提撈井有8口，經(jīng)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(jīng)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(chǎn)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(jīng)濟效益的有效途徑。

表4 過渡帶提撈單井經(jīng)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(fù)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(zhuǎn)提撈采油井經(jīng)濟極限產(chǎn)量和含水經(jīng)濟界限計算公式，為確定低產(chǎn)低效油井提撈采油或機采井轉(zhuǎn)提撈井的合理經(jīng)濟界限提供了技術(shù)依據(jù)。

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

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

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