低滲油藏舉升方式研究與優(yōu)化應(yīng)用

李惠芳 宋文鵬

摘要：抽油機(jī)是目前各油田主要的機(jī)采舉升方式，技術(shù)成熟、運(yùn)行穩(wěn)定、維護(hù)方便。然而，在低滲透油田應(yīng)用過(guò)程中，由于油層深、含蠟高、負(fù)荷大、供液差、泵效低等原因影響，抽油機(jī)系統(tǒng)能耗大、開(kāi)采成本高，在國(guó)際油價(jià)長(zhǎng)期震蕩低迷的背景下，油田降本增效問(wèn)題突出。因此，探索更加合理、高效的原油舉升方式，實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)，已經(jīng)成為低滲透油田降低機(jī)采成本的重要途徑。通過(guò)對(duì)低產(chǎn)低效井在不同產(chǎn)液情況下，舉升方式優(yōu)化或創(chuàng)新應(yīng)用等一系列的探索與實(shí)踐，對(duì)比分析各原油舉升方式的適應(yīng)性及投入產(chǎn)出比，得出低滲透油田適用的科學(xué)、高效舉升方式，為低滲透油田實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)采油提供參考。

關(guān)鍵詞：舉升方式；抽油機(jī)；原油；低滲透油田；適應(yīng)性；產(chǎn)出比

1機(jī)采現(xiàn)狀

1.1抽油機(jī)舉升

抽油機(jī)是油田最主要的機(jī)采方式之一，根據(jù)低滲透油田井深及產(chǎn)液特點(diǎn)，在用的抽油機(jī)主要有六型、八型、十型機(jī)三種，其中八型機(jī)較為普遍，六型機(jī)和十型機(jī)數(shù)量較少。能耗方面，六型機(jī)匹配的井產(chǎn)液量低、泵徑小，能耗較低。為合理應(yīng)用機(jī)型及桿管匹配，結(jié)合油田特征和桿管泵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化得出一套適用于低滲透油田降低檢泵率的機(jī)、泵、桿、管匹配圖版。目前，平均泵效達(dá)到34.2%，檢泵率12.9%，檢泵周期1150d。

1.2螺桿泵舉升

在用螺桿泵為高揚(yáng)程、小排量螺桿泵，適用于日產(chǎn)液15m3以下、舉升高度在1300m以?xún)?nèi)的油井舉升，統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有螺桿泵井，平均單井日耗電97.5kWh，檢泵率18.9%，檢泵周期957d。

1.3電潛柱塞泵舉升

電動(dòng)潛油柱塞泵舉升工藝簡(jiǎn)稱(chēng)電潛柱塞泵，屬無(wú)桿舉升工藝技術(shù)，一般應(yīng)用日產(chǎn)液12m3以下的油井，統(tǒng)計(jì)現(xiàn)有電潛柱塞泵井，平均單井日耗電50.6kWh，檢泵率16.4%，檢泵周期753d。應(yīng)用實(shí)踐證明，抽油機(jī)、螺桿泵、電潛柱塞泵三種舉升方式在低滲透油田井深、油稠的環(huán)境下均適用。相比之下，抽油機(jī)運(yùn)行最穩(wěn)定，但能耗高；電潛柱塞泵運(yùn)行能耗最低，穩(wěn)定性?xún)H次于抽油機(jī)；螺桿泵應(yīng)用效果不如電潛柱塞泵理想。目前，油田應(yīng)用的抽油機(jī)占總機(jī)采井井?dāng)?shù)的96.7%，統(tǒng)計(jì)抽油機(jī)產(chǎn)油量與能耗情況發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)油量小于0.5t的井占總抽油機(jī)井?dāng)?shù)的42.5%，但能耗卻達(dá)到平均噸油耗電值的7倍，能耗矛盾突出。針對(duì)這部分低產(chǎn)低效井，采取適合低滲透油田特征的治理措施，實(shí)現(xiàn)科學(xué)舉升、高效舉升、較低能耗的科學(xué)生產(chǎn)目標(biāo)。

2舉升優(yōu)化

2.1舉升參數(shù)優(yōu)化。針對(duì)低產(chǎn)低效井的泵徑、沖程、沖速進(jìn)行優(yōu)化，采用長(zhǎng)沖程、慢沖速、小泵徑的運(yùn)行參數(shù)，但大多數(shù)低產(chǎn)低效井均在這種情況下運(yùn)行，通過(guò)管理手段能夠調(diào)整的井有限。只能尋求進(jìn)一步降低運(yùn)行參數(shù)的技術(shù)手段，而降沖速是最直接的優(yōu)化對(duì)象。現(xiàn)場(chǎng)探索應(yīng)用了柔性運(yùn)行及過(guò)渡輪兩種技術(shù)。

2.1.1柔性運(yùn)行技術(shù)

柔性運(yùn)行方式根據(jù)抽油機(jī)負(fù)載變化特點(diǎn)，調(diào)整上、下沖程的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，能夠減少?zèng)_程損失、改善平衡狀況、降低懸點(diǎn)載荷、提高泵效，提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)，使抽油機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行。柔性運(yùn)行技術(shù)通過(guò)變頻系統(tǒng)，可將抽油機(jī)沖速由正常最低4min調(diào)整到最低0.5min。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，泵效提高23.8個(gè)百分點(diǎn)，日耗電降低70.6kWh，節(jié)電率為41.9%。

2.1.2過(guò)渡輪技術(shù)。過(guò)渡輪技術(shù)是在電動(dòng)機(jī)和減速箱皮帶輪中間加一個(gè)過(guò)渡輪，用過(guò)渡輪的大小調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)整抽油機(jī)沖速。應(yīng)用過(guò)渡輪技術(shù)可將抽油機(jī)沖速由正常最低4min調(diào)整到最低1min。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后，泵效提高11.3個(gè)百分點(diǎn)，日耗電降低31.5kWh，節(jié)電率為25.2%。

2.2舉升方式優(yōu)化

2.2.1機(jī)型優(yōu)化。依據(jù)低產(chǎn)低效井的產(chǎn)液情況，一般應(yīng)用六型機(jī)即可，少部分井應(yīng)用八型機(jī)。所以，可以對(duì)部分低產(chǎn)低效井進(jìn)行機(jī)型優(yōu)化，進(jìn)一步降低機(jī)采能耗，提高泵效。采用八型機(jī)換六型機(jī)日節(jié)電53.2kWh，節(jié)電率為32.4%；十型機(jī)換八型機(jī)日節(jié)電31_5kWh，節(jié)電率為16.1%；十型機(jī)換六型機(jī)日節(jié)電84.7kWh，節(jié)電率為43.3%。

2.2.2轉(zhuǎn)電潛柱塞泵。由抽油機(jī)轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，可以提高泵效，降低機(jī)采能耗。按照目前應(yīng)用單井日耗電50.6kWh計(jì)算，采取六型機(jī)轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電60.5kWh，節(jié)電率為54.5%；八型機(jī)轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電113.7kWh，節(jié)電率為69.2%；十型機(jī)轉(zhuǎn)電潛柱塞泵，日節(jié)電145.2kWh，節(jié)電率為74.2%。

2.2.3轉(zhuǎn)長(zhǎng)沖程抽油機(jī)

針對(duì)低產(chǎn)低效井供排矛盾突出的問(wèn)題，試驗(yàn)了長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，通過(guò)超長(zhǎng)沖程、超低沖速的舉升方式，實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)低效井的科學(xué)生產(chǎn)。長(zhǎng)沖程抽油機(jī)的最大沖程50m、最低沖速1h-1，沖速可以在1～10h內(nèi)任意調(diào)節(jié)。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)抽油機(jī)轉(zhuǎn)長(zhǎng)沖程抽油機(jī)后，泵效提高43.2個(gè)百分點(diǎn)，日節(jié)電80.5kWh，節(jié)電率為62.9%。

2.3舉升制度優(yōu)化

2.3.1間歇采油制度。針對(duì)低滲透油田低產(chǎn)低效井治理問(wèn)題，很多油田都研究試驗(yàn)過(guò)間歇采油制度。通過(guò)對(duì)低產(chǎn)低效井實(shí)施間歇采油，一方面可以減少無(wú)功抽油和管柱磨損，另一方面可以提高泵效，同時(shí)也起到了節(jié)能降耗的效果。根據(jù)低滲透油田特征，探索出能夠使低產(chǎn)低效井保持該井最好流壓狀態(tài)下的合理的個(gè)性化間歇采油制度。以按照關(guān)12h開(kāi)12h的間歇采油制度為例，能夠?qū)崿F(xiàn)日節(jié)電63kWh，節(jié)電率為38.2%的效果。

2.3.2不停機(jī)間抽技術(shù)。由于間歇采油制度執(zhí)行過(guò)程中存在人為因素干擾，常出現(xiàn)執(zhí)行不到位的情況，所以應(yīng)用了不停機(jī)問(wèn)抽技術(shù)，通過(guò)曲柄擺動(dòng)式設(shè)計(jì)形成停泵不停機(jī)的效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)間歇采油。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)八型機(jī)的低產(chǎn)低效井進(jìn)行了試驗(yàn)，應(yīng)用后在沖程、沖速不變的情況下，實(shí)現(xiàn)泵效提高10.3個(gè)百分點(diǎn)，日節(jié)電68.8kWh的節(jié)電效果，節(jié)電率為39.8%。

2.4開(kāi)采方式優(yōu)化。針對(duì)機(jī)械采油不經(jīng)濟(jì)的低產(chǎn)低效井轉(zhuǎn)變開(kāi)采方式，實(shí)施提撈采油，進(jìn)一步降低能耗及開(kāi)采成本。

3優(yōu)選評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)管理和地面設(shè)備的優(yōu)化，很多方式都能夠?qū)崿F(xiàn)一部分低產(chǎn)低效井的科學(xué)生產(chǎn)，進(jìn)一步節(jié)約能耗，對(duì)應(yīng)用效果加以對(duì)比評(píng)價(jià)，總結(jié)出更加經(jīng)濟(jì)、有效的治理方式或方法。為方便對(duì)比，以應(yīng)用最多的八型機(jī)優(yōu)化為例，按節(jié)電率測(cè)算回收期進(jìn)行比較。通過(guò)實(shí)施問(wèn)抽制度的管理方式無(wú)需過(guò)多投資就能取得良好的節(jié)能效果；應(yīng)用柔性運(yùn)行、過(guò)渡輪、不停機(jī)間抽等技術(shù)，回收期較短；更換機(jī)型、電潛柱塞泵、長(zhǎng)沖程抽油機(jī)等舉升方式的投入較大，回收期較長(zhǎng)。

4結(jié)論

對(duì)低滲透油田低產(chǎn)低效井的治理，需要根據(jù)油田地質(zhì)特征及單井生產(chǎn)情況，優(yōu)選有針對(duì)性的經(jīng)濟(jì)有效的治理措施。柔性運(yùn)行技術(shù)治理低產(chǎn)低效井的效果較好，投入相對(duì)較少，回收期較短，能夠改善抽油機(jī)運(yùn)行工況，降低懸點(diǎn)載荷，減小桿管震動(dòng)，可以有效避免偏磨的發(fā)生，提高桿管的使用壽命，對(duì)降低檢泵率具有重要意義。應(yīng)用柔性運(yùn)行、電潛柱塞泵、長(zhǎng)沖程抽油機(jī)技術(shù)，對(duì)低滲透油田低產(chǎn)低效井實(shí)現(xiàn)科學(xué)生產(chǎn)形式最為理想。在新井投產(chǎn)時(shí)，根據(jù)預(yù)測(cè)產(chǎn)能狀況，設(shè)計(jì)應(yīng)用電潛柱塞泵、長(zhǎng)沖程抽油機(jī)，是從根本上治理低產(chǎn)低效井發(fā)生，實(shí)現(xiàn)低成本、高效率的科學(xué)生產(chǎn)的最佳方法。