淺析低滲透油田抽油機井工作制度的合理優化

王玉蘭 王志潔 付建永 李靈 程華兵

【摘要】抽油機井合理的工作制度、生產參數是采油隊精細管理所追求的終極目標，通過IPR曲線，泵的理論排量等經驗管理公式，確定合理的油井產量，再確定沖程后，依次計算出泵深、泵徑、沖次，從而優化工況，使抽油井達到保持合理生產能力、延長檢泵周期的目的。

【關鍵詞】抽油機井;工作制度;合理;管理

1.引言

渤南油田位于勝利油田西北部，黃河三角洲東營市轄區，是勝利油田乃至全國最大的整裝低滲透油田，石油地質儲量15564萬噸，標定采收率20.9%。經過40年的開發，低滲透油田的缺點日漸突顯，油層壓力不斷下降，注不進采不出的開發矛盾日益突出，開發效益不斷下降。在地層能量下降的情況下，確定合理的工作制度，提高工況管理水平，對油井生產過程中顯得日益重要。

2.工況現場調查

在確定了抽油機井工作制度的課題研究后，首先對開發矛盾最為突出的渤南油田四區、五區進行了工況調查。采油303、306隊管理著四區、五區的大部分油井，目前兩隊的工況統計如下：統計井數共有57口，采油303隊供液不足油井8口，占該隊總開井數的36%，氣體影響2口，占該隊開井數的9%，泵漏油井3口，占全隊開井數的14%，桿斷1口，占全隊開井數的5%;采油306隊供液不足油井13口，占該隊總開井數的37%，氣體影響3口，占該隊開井數的9%，泵漏油井6口，占該隊開井數的17%，油管漏1口，占全隊開井數的3%。也就是說，工況需進行調整的油井開井數共有37口，占兩隊總開井數的64.9%。工況優化的需求空間非常大。

3.確定抽油機井合理工作制度的步驟

3.1 繪制IPR曲線

首先要根據試井資料確定油井合理的IPR曲線。應用Vogel方程可以繪制井的IPR曲線①。

3.2 確定下泵深度

根據經驗初設油井產量Q'，其值應為略小于油井最大產量的值。根據該油井的IPR曲線和初設的油井產量Q'，②可以計算出初設產量對應的井底流壓。則此時計算考慮套壓的油井的下泵深度的公式為：

（其中沉沒度按300米計算）。

3.3 確定極限泵徑③

活塞面積為：

則極限泵徑為：

式中：

F活——抽油泵活塞的截面積，cm2;

S——光桿沖程，m;

E——鋼的彈性模量，E=2.1×105;

液——井內液體的相對密度;

H泵——下泵深度，m;

f桿——抽油桿截面積，cm2;

f管——油管的截環形金屬截面積，cm2;

D——泵徑，cm，（最后應換算為mm）。

3.4 確定沖程、沖次

目前在抽油機井的現場管理上，都要求盡量做到沖程利用率最大化，除因設備或地面因素不具備條件的情況下，默認選用抽油機的最大沖程。在確認了泵徑、沖程之后，再根據每個區塊或單元所統計的抽油機井工程報表中每種型號抽油泵的平均泵效，來推導該油井的實際沖次。

例如：某油井下泵深度為1800米，極限泵徑為44.5mm，此時，則確定該井下泵深度為44mm泵，該井現抽油機型號為CYJY12-4.2-73HB，設備運轉正常，則該井沖程確定為4.2m，由本單位工程報表查得，2013年4月該區塊所管44mm泵徑的平均泵效為62.5%，鄰井同生產層位的油井含水為88%，則根據計算，要達到產量Q'的情況下，確定沖次的計算如下④：想要得到的油井日產液量為：

該井的理論排量應達到：

根據：

推導出：

若該井由IPR曲線計算其最大產量為2.5t/d，則該井沖次通過計算能夠得到3.6r/min的沖次，根據實際生產情況，我們可設計該井采用3.5r/min的沖次生產時該井處于最佳生產狀態。

4.現場實施及效果分析

根據該理論研究，2012、2013年共設計油井泵深、泵徑、沖次25井次，其中換泵徑8井次，調整泵深10井次，優化沖程沖次15井次，采油303隊油井檢泵周期增加172天，免修期增加180天，采油306隊2012年實施較好，增加油井檢泵周期295天，增加免修期279天。

4.1 功圖對比

以義4-7-6、義4-5-20油井為例，調沖次2井次，油井功圖變化明顯。功圖顯示如下：

圖1 義4-7-6調整前后功圖對比 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2 義4-5-20功圖對比

4.2 檢泵周期對比

時間 303隊檢泵周期統計 306隊檢泵周期統計

檢泵周期 免修期 檢泵周期 免修期

2012.01 852 713 899 681

2014.01 1024 893 1194 960

對比 +172 +180 +295 +279

由數據對比表可以看出，采油303隊檢泵周期延長了172天，采油306隊檢泵周期延長了295天。

4.3 經濟效益分析

2012.01-2014.01兩年期間，兩個采油隊共減少檢泵井數10井次，按每檢泵井次12萬計算，12*10=120萬元，

4.4 耗電量對比分析

時間 303隊耗電量統計表 306隊耗電量統計表

核實單井月耗電kw.h/月 核實單井月耗電kw.h/月 核實單井噸液耗電（kw.h/t） 核實單井噸液耗電kw.h/t

2012.01 191.51 486.83 35.45 15.92

2013.01 179.53 445.15 42.89 14.39

2014.01 205.89 265.96 23.85 13.7

采油303隊單井噸液耗電量2014年1月與2012年1月對比，減少了2.22kw.h/t，節能效果明顯。

采油306隊核實單井噸液耗電量2014年1月與2012年1月，減少了11.6kw.h/t，節能效果明顯好轉。

4.5 工況變化情況

采油303隊功圖正常的油井由55%上升到68%采油306隊的油井正常的油井由51%上升至75%，工況狀態明顯好轉。

5.結論

在確定了油井工作制度后，仍然要加強油井計量、測試、取樣等工作，并且還要加強油井動態分析，以便及時根據油井變化情況，隨時提出重新調整工作參數的建議，確保抽油井始終處于合理壓差下生產，達到提高油井管理水平的目的。

參考文獻

[1][2]張琪主.采油工程原理與設計[M].石油大學出版社出版，2000.

[3]王鴻勛，張琪，等.采油工藝原理[M].北京：石油工業出版社出版，1985.

[4]劉桂清.采油工人讀本，勝利石油管理局東辛采油廠扈憲麟[M].勝利石油學校出版，1990.