油井舉升工藝經濟界限分析研究與應用

陳 銳， 韓岐清， 鄭小雄

(大港油田公司 采油工藝研究院， 天津 300280)

油井舉升工藝方式的合理性直接影響著油井投入產出比，采收率提高程度及生產能耗節約幅度。如何選擇高效、節能的油井舉升工藝方式一直是困擾工程技術人員的難題，傳統舉升工藝選擇的方式基本是依據油井產能、井況特征及油藏條件綜合分析[1-2]。隨著大部分油田進入生產開發中后期，受油井含水率高、檢泵周期短及生產成本控制等因素的制約，傳統舉升工藝選擇方式存在一定的局限性。

油井舉升工藝經濟界限分析是以油井投入產出比最小化為出發點，結合傳統工藝優選方式，并根據油井基礎數據，利用建立的盈虧平衡周期分析模型，對比可選用舉升工藝的盈虧平衡周期，從而優選出最佳的舉升工藝方法。

1 技術原理

首先依據油井儲層物性、流體特性、井眼軌跡特征及其它因素初步確定出可選用的舉升工藝，再結合以一次性投入費用、檢泵作業費用、單井日維護費用及油井日產油等為基礎數據建立的油井盈虧平衡周期分析模型，計算出油井達到投入產出比相等時的油井舉升工藝經濟界限。

2 經濟界限分析方法

2.1 經濟界限分析流程

基于技術原理，依據油井井況特征對比分析不同舉升工藝的技術適應條件，初步確定出可適用的舉升工藝；再根據不同舉升工藝的工藝設計參數及配套資金數據，計算分析油井盈虧平衡周期，并選擇盈虧平衡周期最短的舉升工藝組合方式作為目標叢式井的開發方式。

2.2 基礎參數選取

舉升工藝經濟界限分析所需的數據包括：一次性生產投入費用、生產運行維護費用、單次檢泵作業費用、單次平均更換桿管費用、原油成本價格、日產油量、平均檢泵周期等，作為舉升工藝盈虧平衡周期分析的基礎數據。

2.3 盈虧平衡周期分析模型建立

基于油井生產投入產出比相等為平衡條件，以日產油量為變量，分析計算出油井盈虧平衡周期，建立盈虧平衡周期與日產油量關系式：

(1)

式中：D為盈虧平衡周期，天；V1為次性生產投入費用，萬元；V2為單次檢泵作業費用，萬元；V3為單井日運行維護費用，萬元；V4為原油稅后價格，萬元/t；V5為噸油生產成本，萬元/t；d1為平均檢泵周期，天；d2為單次檢泵作業占井周期，天；T為單井日產油量，t/d。

根據公式(1)推導出油井盈虧平衡周期計算公式為：

(2)

盈虧平衡周期越短，表示投資回收周期越短，油井實現盈利的可能性越大，即選用的舉升工藝經濟有效性越好。

3 案例分析

利用建立的盈虧平衡分析模型對大港油田X號平臺叢式井舉升工藝經濟界限進行分析。該平臺共有油井7口，確定泵掛深度為2 150～2 400 m，其中5口井為大斜度井，預測產液量60 m3/d，日產油量8 t；剩余2口井最大井斜角均<30°，預測日產液20 m3，日產油量4 t，結合油井其它井況特征，對比分析現有舉升工藝技術適應性，5口大斜度井僅可選用電動潛油離心泵舉升工藝，剩余2口井則抽油機有桿泵、同心雙管水力噴射泵、電動潛油螺桿泵3種舉升工藝均適用，為確定出哪種舉升工藝經濟有效性最好，結合油井基礎數據，如表1。基于盈虧平衡分析模型，計算出三種舉升工藝隨著油井日產油量變化的盈虧平衡周期變化趨勢，如圖2。

表1 油井經濟分析評價基礎數據表

從圖2中可看到：1)當日產油量≤0.6 t時，電動潛油螺桿泵舉升工藝盈虧平衡周期最短；2)當0.6 t<日產油量≤0.8 t時，抽油機有桿泵舉升工藝盈虧平衡周期最短；3)日產油量>0.8 t時，同心雙管水力噴射泵舉升工藝盈虧平衡最短。根據油井日產油量，最終確定2口井的舉升工藝為同心雙管水力噴射泵舉升工藝。

4 結論及認識

1)根據技術經濟學原理，建立了油井舉升工藝經濟界限分析模型，實現了不同舉升工藝通過確定的基礎數據而確定出舉升工藝盈虧平衡周期，為油井舉升工藝的優選提供了一種新方法。

2)油井舉升工藝的選擇，不僅關系到油田建設的投資和生產費用，而且直接影響到油田的采收率和原油產量，因此必須對已選出的可行的舉升工藝進行經濟有效性評價，以優選出經濟效益最好的舉升工藝，從而提高油田開發效率。