蔡俊鐵（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第三油礦）

抽油機(jī)井合理調(diào)整參數(shù)經(jīng)濟(jì)界限的研究

蔡俊鐵（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第三油礦）

通過(guò)對(duì)比調(diào)整參數(shù)井的措施前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并按照調(diào)參原因、調(diào)參類別進(jìn)行分類分析，找出了調(diào)整參數(shù)對(duì)油井產(chǎn)量和含水影響的變化規(guī)律。應(yīng)用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)理論對(duì)降低噸油成本和影響產(chǎn)量等因素進(jìn)行定量評(píng)價(jià)，提出了調(diào)整參數(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限，為抽油機(jī)的技術(shù)管理和節(jié)能增效提供了可行依據(jù)。

調(diào)整參數(shù)井 影響產(chǎn)量 流壓 技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限 節(jié)能

2006年1—12月大慶油田第一采油廠第三油礦的72口井在進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后，均出現(xiàn)液量、含水、產(chǎn)量波動(dòng)的情況。為了確定調(diào)參與經(jīng)濟(jì)效益之間的關(guān)系，對(duì)這部分井進(jìn)行了分析。

1 調(diào)整參數(shù)分析

井調(diào)小參數(shù)包括：檢換泵后調(diào)整參數(shù)、供液不足井調(diào)小參數(shù)和地面設(shè)備原因調(diào)小參數(shù)。

檢換泵后為了協(xié)調(diào)供排關(guān)系，對(duì)7口井進(jìn)行了參數(shù)調(diào)整。調(diào)整后平均單井日增液15.43 t，日增油0.78 t，供排關(guān)系趨于合理，效果較好。

對(duì)于供液不足的井，為了改善供排關(guān)系，對(duì)沉沒(méi)度小于150 m并且泵效小于40%的30口井調(diào)小了參數(shù)。調(diào)整后，平均單井日降液7.1 t，日降油1.1 t。調(diào)整井產(chǎn)液量變化不大，產(chǎn)液量下降導(dǎo)致產(chǎn)油量下降，沉沒(méi)度由原來(lái)的平均75 m上升到目前的338 m，平均泵效提高了8.7個(gè)百分點(diǎn)，流壓由1.9 MPa提高到3.6 MPa。

由于機(jī)型老化需減小負(fù)荷而調(diào)小參數(shù)的共有7口井，平均單井日降液15 t，日降油3 t。從理論上講，這些井調(diào)前抽汲參數(shù)已比較合理，不宜再調(diào)小參數(shù)，所以這部分井調(diào)小參數(shù)后產(chǎn)液量、產(chǎn)油量下降相對(duì)較大，效果較差。

2 對(duì)調(diào)小參數(shù)的理論分析

2.1 調(diào)小參數(shù)對(duì)油井產(chǎn)量的影響

根據(jù)達(dá)西定律中井底結(jié)構(gòu)為雙重不完善井平面徑向流的流量公式[1]：

式中：

Q——流量，cm3/s；

K——地層滲透率，μm2；

h——地層厚度，m；

μ——液體的黏度，mPa·s；

PG——油井靜壓，MPa；

PJ——油井流壓，MPa；

RG——泄油半徑，cm；

RJ——井底半徑，cm。

調(diào)小參數(shù)后，井底壓力回升，全井的生產(chǎn)壓差越來(lái)越小，必然導(dǎo)致產(chǎn)量下降，理論排量下降越大，產(chǎn)量下降得越多。

2.2 合理生產(chǎn)流壓的界定

在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)流壓下降到一定程度后，如果繼續(xù)放大生產(chǎn)壓差，井產(chǎn)量不但不隨之增加反而有下降的趨勢(shì)。原因是流壓下降到一定程度后，原油脫氣嚴(yán)重，影響生產(chǎn)能力。此時(shí)的流壓應(yīng)定為臨界流壓，認(rèn)為是油井生產(chǎn)的合理流壓。

根據(jù)三相流流入動(dòng)態(tài)曲線方程推導(dǎo)出最小流壓[1]為：

式中：

Pwf,min——最小流動(dòng)壓力，MPa;

Pb——飽和壓力，MPa；

Pr——地層壓力，MPa。

式中：

α——原油溶解系數(shù)；

T——油層溫度，℃；

Bb——原油體積系數(shù)；

fw——原油含水率，%。

通過(guò)這個(gè)流壓界限，為簡(jiǎn)化公式的應(yīng)用，盡可能避免式中參數(shù)不確定問(wèn)題的出現(xiàn)。還可以應(yīng)用由其演化來(lái)的經(jīng)驗(yàn)公式（4）來(lái)確定合理流壓。

根據(jù)每一開發(fā)區(qū)塊不同的地層壓力和飽和壓力值計(jì)算，得出基礎(chǔ)井網(wǎng)的合理流動(dòng)壓力為4.15 MPa；一次調(diào)參井網(wǎng)合理流動(dòng)壓力為4.38 MPa；二次調(diào)參井網(wǎng)合理流動(dòng)壓力為3.88 MPa。

抽油機(jī)參數(shù)調(diào)整必然導(dǎo)致井底流動(dòng)壓力和泵效變化，為保證抽油機(jī)抽汲參數(shù)的經(jīng)濟(jì)性，流壓應(yīng)盡量保持在合理流壓之上。

根據(jù)泵效和沉沒(méi)壓力關(guān)系式[2]：

式中：

η——泵效，%；

B——泵效系數(shù)；

P——沉沒(méi)壓力，MPa；

fw——含水，%；

K——地面油氣比；

D、d——抽油泵直徑、桿直徑，mm；

L——桿長(zhǎng)，m；

S——沖程，m；

E——彈性模量。

當(dāng)抽油機(jī)流入動(dòng)態(tài)發(fā)生變化時(shí)，有[2]

B是沖程、泵徑、桿組合相關(guān)的變量，而井下管柱設(shè)計(jì)主要取決于泵徑，B值也可以認(rèn)為是沖程、泵徑的函數(shù)，可以確定B在不同沖程、泵徑下的大小。

通過(guò)參數(shù)調(diào)整，采油一廠三礦調(diào)參井的井底流壓由調(diào)前的平均2.3 MPa上升到目前的4.4 MPa，趨于合理。

3 調(diào)整參數(shù)井經(jīng)濟(jì)界限的確定

3.1 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型的建立

調(diào)整參數(shù)后隨著產(chǎn)液量的降低，噸液處理等費(fèi)用也隨之降低，從而可以降低生產(chǎn)成本。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)公式[2]如下：

式中：

NPVC——措施效益，元；

FY——噸液處理費(fèi)，元（1.69）；

FW——少注水節(jié)約注水費(fèi)用，元/t（2.19）；

S——日少耗電量，kWh；

PC——原油價(jià)格，1 000/t；Q——措施后日降油量，t。

3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限的確定

根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)理論，盈虧平衡點(diǎn)即技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限NPVC=0時(shí)的技術(shù)參數(shù)。按照這一理論，第一采油廠第三油礦調(diào)整參數(shù)井評(píng)價(jià)結(jié)果見表1。

表1 第一采油廠第三油礦調(diào)整參數(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

當(dāng)調(diào)前含水在85%～90%時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益基本為0，此為調(diào)參的臨界點(diǎn)，因此調(diào)前含水＞90%時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益為正值，也就是技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限。

4 結(jié)論

1）調(diào)小參數(shù)后，井底壓力回升，全井的生產(chǎn)壓差越來(lái)越小，必然導(dǎo)致產(chǎn)量下降，理論排量下降越大，產(chǎn)量下降得越多。

2）針對(duì)供液不足、沉沒(méi)度和泵效都較低的井，通過(guò)調(diào)小參數(shù)來(lái)改善供排關(guān)系，調(diào)后沉沒(méi)度上升較多，泵效得到提高，供排關(guān)系得到改善，但由于調(diào)前含水相對(duì)較低，調(diào)參后含水上升較快而使產(chǎn)油量下降。

3）參數(shù)雙大或大泵一大一中井為減小負(fù)荷而調(diào)小的井產(chǎn)液量、產(chǎn)油量下降相對(duì)較大，盡量不要對(duì)這類井調(diào)小參數(shù)。

4）參數(shù)調(diào)小后油井含水隨原來(lái)數(shù)值逐漸增大而上升趨勢(shì)逐漸減小，從而單井日增油逐漸增大，由負(fù)值逐漸轉(zhuǎn)為正值。含水高的，特別是含水大于90%的，井調(diào)小參數(shù)產(chǎn)量會(huì)上升，而含水低的井調(diào)小參數(shù)產(chǎn)量會(huì)降低，因此，對(duì)于含水較低的井調(diào)小參數(shù)要慎重，只要不是為了調(diào)整其供排關(guān)系，應(yīng)盡量不安排調(diào)參。

5）第一采油廠第三油礦調(diào)小參數(shù)的合理經(jīng)濟(jì)界限是90%。

[1]鄒艷霞.采油工藝技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006:97-103.

[2]萬(wàn)仁溥.采油工程手冊(cè)[M].北京:石油工業(yè)出版社，2003:17-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.005

蔡俊鐵，1996年畢業(yè)于大慶石油學(xué)校，助理工程師，從事采油工作，E-mail：cjt22@163.com，地址：大慶油田第一采油廠第三油礦313隊(duì)，163451。

2011-06-10)