低液面抽油機井合理間抽制度的確定

劉良華，劉虎，劉凱波，侯本鋒

（中石油冀東油田分公司陸上油田作業區，河北 唐海063299）

隨著油田逐步進入開發后期，地層能量越來越低，部分井由于地層條件差，在油田有限的注水條件下難以保證能量的及時補充，從而造成這部分井生產液面低，供液不足，無法滿足全天生產的需要［1］。針對這部分井，現場一般采用間歇抽油的辦法，即抽一段時間停一段時間，如此往復，這樣既能有效采出井底液，又能降低油井因長期在低液面狀態下工作而造成的井底出砂，同時節約電能。下面。筆者選取了4口典型低液面井，通過測液面恢復的辦法，應用體積相等原理確定了油井合理的間抽制度，并進行了效益評價。

1 間開油井的選擇

選取4口典型的低液面井進行研究，選井原則為：油井所生產油層有效厚度較小，同時與注水井的連通性較差，地層能量不能得到有效的補充而導致供液不足，使沉沒度長期低于200m；并且在現有設備條件下，生產參數無法繼續縮小，供液與采油嚴重不協調［2］。

4口井的基本情況如表1和表2所示。從表1和表2可以看出，4口井的平均砂巖層厚度為29.4m，平均有效厚度為14.5m；平均產液量為1.65t，平均泵效為13.4%，平均動液面為2167m，平均沉沒度僅為119m。

表1 地質數據

表2 生產情況

2 合理間抽周期的確定

根據以上原則，選好井后對動液面進行測試，以確定實際的動液面深度，同時進行計量，確定準確的日產液量。落實好基礎資料后關井。關井后根據油井動液面情況，初期每2d測一次液面，當油井液面上升至沉沒度大于200m時啟抽；啟抽后每天測一次動液面，當液面下降至沉沒度低于100m時再停抽［3］。4口井的液面恢復曲線（見圖1～圖4）具有一個共同特征：液面恢復呈現曲線形態，而不是理論的直線型恢復。分析主要原因是經過長時間的抽汲，井底壓力低，部分井液脫氣，脫出的氣體部分井液壓入油管，從而使液面降低；隨著關井時間的延長，地層液進入井筒，使流壓升高并逐步超過氣壓，此時液面開始恢復，初期曲線斜率較大，液面恢復快，當井底流壓上升到一定值時生產壓差減小，液面恢復變緩，曲線出現拐點；在曲線斜率最大時油井的供液能力最強，此時液面恢復高度對應的井筒液體積應等于該井在這個液面恢復時間段的日產量，于是在出現拐點后的第2天開井生產［4］。

圖1 G3102－32液面恢復曲線

圖2 G56－33井液面恢復曲線

圖3 G3105井液面恢復曲線

圖4 G60－39井液面恢復曲線

通過液面恢復可以近似算出該井的靜態供液能力，即：

式中，W供為地層供液能力，t；V井為油井內油套環形空間的體積，m3；φ套為套管直徑，取值0.1397m；φ油外為油管外徑，取值0.073m；φ油內為油管內徑，取值0.062m；φ桿為抽油桿直徑，取值0.019m；h為油套環空內的液柱高度，m；ρ混為油水混合液密度，kg／m3：

式中，ρ油為原油密度，取值860kg／m3；ρ水為產出水密度，取值1000kg／m3；y油為恢復液柱中油的體積分數。

將數值帶入計算得到V井＝0.0138h，求得該井的供液能力為：

式中，h為液面恢復曲線直線段的斜率。

將G60－39井的數據代入求得：

同樣求得G3105井、G3102－32井、G56－33井的供液能力分別為1.44t、4.25t、1.13t。與關井前產量對比，G3105井和G3102－32井符合較好；而G60－39井相差較大，分析認為是由于該井所在計量間為三相流計量，導致量油不準。

以G3105井為例，液面上升到1288m時不再上升，此時泵筒內的液柱重力與地層流壓基本相等，液面保持穩定，此時應該開井。開井后液面下降曲線呈拋物線型，也有近似直線段，當液面下降到2100m時由于生產壓差增大，井液嚴重脫氣，導致泵受氣影響嚴重，泵效因為氣體影響嚴重降低，同時產液量也較低，此油井日產液量與地層日供液量基本相等，液面保持相對穩定，此時應該采取關井措施。另外，根據此時的產液量W供，并結合上述推導，近似推算出液面下降至2100m所用的天數，動態狀態下液面下降深度：

式中，H1為動態條件下的液面下降深度，m；W日為油井日供液能力，t。

下降到2100m所需的天數T1為：

將G3105井的數據代入求得T1＝4.4d；將G3102－32井的數據代入求得T1＝3.2d，通過以上2口井的液面恢復曲線，同時結合上述計算方法所得數據與實測數據基本相符，針對這4口井制定的間抽周期如表3所示。

表3 4口井的間開制度

3 效益評價

以G3105井為例，該井電機功率為33kW，電價按0.8元／kW·h計算。

間開前一個月電量W1和間開后一個月電量W2分別為：

節約的電量為：間開前后在一個月生產時間內的產量對比，間開前為2.05t／mon，間開后為2.5t／mon；經初步估算，采用間開制度后全年經濟效益提高40萬元，同時也減少了深井泵干磨幾率，保證了深井泵的工作條件，延長了油井壽命。

4 結論

1）改變油井的工作制度可以改變油井的動液面高度，從而可以改變井筒附近流壓的大小和產量的高低，確定間抽工作制度就是根據油井動液面的高低和生產壓差的大小來確定油井的啟、停時間。

2）通過油井間抽制度的摸索，開井時間短，關井時間長，油井動液面就高，反之油套環形空間內的動液面就越低，但動液面過低則會導致抽油泵內充滿氣體，泵效急劇下降，工況惡化。因此，油井只有在最合理的工作制度下生產，才能獲得產量與效率的最大化。

3）現場應用表明，合理確定間抽制度，不但可以提高單井產油量，而且能夠提高泵效，最大限度地節約電能，經濟效益十分可觀。

［1］關寧，歐陽華章，李華.抽油機低效間抽井產液變化規律 ［J］.油氣田地面工程，2006（2）：9－10.

［2］于小明，何貫中，金英蘭.抽油機井間抽制度合理性研究 ［J］.大慶石油地質與開發，2006（4）：21－22.

［3］周代余，梁政.低效油井合理間歇抽油制度設計方法研究 ［J］.鉆采工藝，2003（1）：7－9.

［4］雷群，趙衛國.低產井間歇抽油技術研究 ［J］.鉆采工藝，2001（2）：10－11.