水驅(qū)油藏油井舉升方式適應(yīng)性分析與優(yōu)化措施

劉騰飛

（勝利油田東勝公司 山東東營(yíng) 257000）

摘 要：產(chǎn)能預(yù)測(cè)與舉升方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)關(guān)系密切 ，因此必須工藝措施與油層改造、綜合調(diào)整措施結(jié)合起來(lái)。促進(jìn)各階段措施的配套實(shí)施和合理銜接，進(jìn)一步提高方案設(shè)計(jì)質(zhì)量與實(shí)施效果。通過(guò)舉升方式選擇的影響因素、經(jīng)濟(jì)效果及限制條件等項(xiàng)分析，建議對(duì)于高產(chǎn)能井用電泵，對(duì)于排量范圍相近的優(yōu)先考慮抽油機(jī)，在目前階段條件下，為減少方案設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)性，不宜大量選用螺桿泵。加快電泵變頻、偏磨防治及螺桿泵配套技術(shù)攻關(guān)的步伐，使機(jī)采設(shè)備對(duì)水驅(qū)的適應(yīng)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，為油田可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：水驅(qū)油藏；生產(chǎn)形勢(shì)；變化特點(diǎn)；舉升方式；抽油機(jī)；電泵；螺桿泵

人為地向油井井底增補(bǔ)能量，將油藏中的石油舉升至井口的方法。隨著采出石油總量的不斷增加，油層壓力日益降低；注水開(kāi)發(fā)的油田，油井產(chǎn)水百分比逐漸增大，使流體的比重增加，這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產(chǎn)量，需采取人工舉升法采油（又稱(chēng)機(jī)械采油），是油田開(kāi)采的主要方式，特別在油田開(kāi)發(fā)后期，有泵抽采油法和氣舉采油法兩種。本文根據(jù)水驅(qū)生產(chǎn)形勢(shì)和變化特點(diǎn) ，從抽油機(jī)、電泵和螺桿泵三種舉升方式的適用條件和經(jīng)濟(jì)效益著手進(jìn)行分析，開(kāi)展三種舉升方式合理優(yōu)化的研究 ，確定出不同條件下的最佳舉升方式，使設(shè)備能力與油層條件相適應(yīng) ，充分發(fā)揮水驅(qū)潛力 ，對(duì)于改善水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果具有十分重要的意義。

1 舉升方式都有不同的特點(diǎn)和適應(yīng)性

各種人工舉升方式都有不同的特點(diǎn)和適應(yīng)性，在優(yōu)選中不但要考慮舉升方式對(duì)地下條件的適用性，還要使其能夠適應(yīng)油田地面的自然條件，還要考慮油井結(jié)垢、產(chǎn)出液等因素對(duì)舉升方式的影響。設(shè)計(jì)原則：（1）所選擇的舉升方式能夠充分發(fā)揮油井的潛能，應(yīng)確保開(kāi)發(fā)方案預(yù)測(cè)的產(chǎn)能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)。（2） 要綜合考慮舉升方式的經(jīng)濟(jì)合理性和技術(shù)可靠性，盡量選用工藝成熟、技術(shù)配套的舉升方式。（3）機(jī)采方式的選擇要盡量考慮結(jié)垢嚴(yán)重的實(shí)際，立足于減少井下作業(yè)工作量，修井與管理較方便，優(yōu)選防垢效果相對(duì)較好的舉升設(shè)備，盡可能延長(zhǎng)槍泵周期。（4）所選舉升設(shè)備工作效率較高。（5）適合油田野外工作環(huán)境和動(dòng)力供應(yīng)條件。

通過(guò)加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，水驅(qū)開(kāi)發(fā)效果明顯。但也暴露出水驅(qū)產(chǎn)能預(yù)測(cè)難度大、舉升工藝配套技術(shù)不夠完善等問(wèn)題，給機(jī)采方式的優(yōu)選設(shè)計(jì)帶來(lái)了困難，隨之對(duì)采出設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、調(diào)整挖潛及采油工程方案的實(shí)施造成了負(fù)面影響。具體表現(xiàn)在兩個(gè)方面： 一方面實(shí)際產(chǎn)能高于預(yù)測(cè) ，采出設(shè)備選型偏小，挖潛上調(diào)余地較小，采取抽改電、換大泵等措施；另一方面表現(xiàn)為產(chǎn)能預(yù)測(cè)過(guò)大，機(jī)采設(shè)備選型偏大，不僅增加了投資和重復(fù)工作量，而且導(dǎo)致設(shè)備利用率和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)率降低。

2 舉升方式選擇影響因素

2.1 油井生產(chǎn)變化的動(dòng)態(tài)反映

2.1.1 水驅(qū)產(chǎn)液能力的變化特點(diǎn)。

從水驅(qū)開(kāi)采實(shí)際情況看，產(chǎn)液量變化幅度要大于理論值。單井產(chǎn)液量由最高值180m3 /d到最低值79m3/d，波動(dòng)幅度大。

2.1.2油層改造措施工作量明顯增大。為充分發(fā)揮水驅(qū)潛力，油井措施工作量明顯增大。每年的壓裂、補(bǔ)孔等措施工作量約占措施工作量的40%以上。

2.2 舉升方式對(duì)水驅(qū)的適應(yīng)性分析

抽油機(jī)具有管理操作方便、維護(hù)工作量較小、技術(shù)配套程度高、適應(yīng)排量范圍大的獨(dú)特優(yōu)勢(shì) ，但隨采出液粘度的增加，抽油機(jī)井桿柱下行阻力也隨之增加，造成桿管偏磨嚴(yán)重，檢泵周期大幅度下降。在高峰期，抽油機(jī)井平均檢泵周期不到一年，不及水驅(qū)井檢泵周期的一半，其中近半數(shù)井是由于偏磨原因檢泵。但隨著防偏磨技術(shù)的逐漸成熟配套，檢泵周期可延長(zhǎng)接近400天。電泵的主要特點(diǎn)是排液能力大，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)率、排量效率和檢泵周期等技術(shù)指標(biāo)最高，但其具有單井排量調(diào)節(jié)范圍小的缺點(diǎn)，隨著采出液中粘度的增高，產(chǎn)液量和排量效率下降幅度大。同時(shí)，電泵機(jī)組負(fù)荷和能耗增大。螺桿泵采油裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在同樣排液能力下，其一次性投資最小，能耗低，綜合成本最低。但應(yīng)用時(shí)間較短，規(guī)模還較小，并且目前仍處在試驗(yàn)攻關(guān)階段，井下測(cè)試、清防蠟等項(xiàng)配套技術(shù)還不完善，而且抽油桿容易斷脫。

3 舉升方式的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 指導(dǎo)原則

從目前情況看，三種舉升方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件，因此舉升方式選擇及設(shè)計(jì)應(yīng)以滿(mǎn)足水驅(qū)全過(guò)程的產(chǎn)能需要，應(yīng)該以保持注采平衡為前提，以減少管理維護(hù)工作量、降低操作成本及節(jié)能降耗為目標(biāo)進(jìn)行合理優(yōu)化。堅(jiān)持“少投入、多產(chǎn)出”的高效益原則，合理優(yōu)化舉升方式，爭(zhēng)取做到一步到位，減少投資及工作量。按照地質(zhì)產(chǎn)能預(yù)測(cè)要求，充分考慮水驅(qū)產(chǎn)能預(yù)測(cè)難度加大、產(chǎn)液波動(dòng)幅度加大及措施工作量加大的特點(diǎn)，選擇的舉升方式要有充足的調(diào)整余地。

3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)依據(jù)

以滿(mǎn)足水驅(qū)過(guò)程產(chǎn)液量變化做為首要條件確定適用的舉升方式，通過(guò)經(jīng)濟(jì)效果和其它限制條件分析，選用最佳的舉升方式。

3.2.1 不同舉升方式適應(yīng)水驅(qū)產(chǎn)液變化能力分析

（1）排液能力對(duì)比。從排量對(duì)比情況看： 電泵井排液能力最大 ，適用于供液能力強(qiáng)的油井，螺桿泵與抽油機(jī)的排液能力相當(dāng) ，適用于中低供液能力的油井。

（2）排量范圍對(duì)比。抽油機(jī)在排量范圍調(diào)整方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，僅通過(guò)調(diào)整沖程、沖次排量范圍便可達(dá)到 33 %以上 ，加上泵徑的調(diào)整其排量范圍可達(dá)到90%以上；電泵井不能靈活進(jìn)行工作參數(shù)調(diào)整，適應(yīng)油井供液能力變化范圍最小，其合理適用范圍是80 %～120%，而應(yīng)用變頻設(shè)備增加投入費(fèi)用，且對(duì)設(shè)備、技術(shù)管理要求高；螺桿泵只能在轉(zhuǎn)速方面調(diào)整，在靈活性上優(yōu)于電泵，但其轉(zhuǎn)速一般不超過(guò)250r/min，否則難以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，螺桿泵的排量調(diào)整范圍介于抽油機(jī)和電泵之間。

3.2.2 經(jīng)濟(jì)效果及限制條件分析

以水驅(qū)為例對(duì)排量范圍相近的150m3 /d電泵、14型機(jī)及 GLB800- 14螺桿泵三種舉升方式進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效果分析。在水驅(qū)過(guò)程不更換為前提 ，假定不隨含成本費(fèi)用各年相等，年凈現(xiàn)金流量近似相等，對(duì)水驅(qū)全過(guò)程 7年的凈現(xiàn)金流量進(jìn)行測(cè)算可知，在排量較大且范圍相近、舉升方式不更換的條件下，電泵凈現(xiàn)值最大，為三種舉升方式的最優(yōu)方案。可看出螺桿泵一次性投資和后期維護(hù)費(fèi)用小于其它兩種設(shè)備，經(jīng)濟(jì)效益的好壞關(guān)鍵在于檢泵周期。但考慮水驅(qū)生產(chǎn)的周期性和時(shí)效性，舉升方式的選擇還應(yīng)考慮到設(shè)備使用年限等影響因素。抽油機(jī)排量調(diào)整范圍最大，一般可滿(mǎn)足一個(gè)完整的水驅(qū)過(guò)程需要，盡管其一次性投資較高，但其使用年限最長(zhǎng)，設(shè)備調(diào)整余地較大。而電泵和螺桿泵隨作業(yè)次數(shù)的上升成本費(fèi)用將遠(yuǎn)高于抽油機(jī)，因此應(yīng)限制其應(yīng)用規(guī)模。

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