王玉蘭 王志潔 付建永 李靈 程華兵

【摘要】抽油機(jī)井合理的工作制度、生產(chǎn)參數(shù)是采油隊(duì)精細(xì)管理所追求的終極目標(biāo)，通過IPR曲線，泵的理論排量等經(jīng)驗(yàn)管理公式，確定合理的油井產(chǎn)量，再確定沖程后，依次計(jì)算出泵深、泵徑、沖次，從而優(yōu)化工況，使抽油井達(dá)到保持合理生產(chǎn)能力、延長檢泵周期的目的。

【關(guān)鍵詞】抽油機(jī)井;工作制度;合理;管理

1.引言

渤南油田位于勝利油田西北部，黃河三角洲東營市轄區(qū)，是勝利油田乃至全國最大的整裝低滲透油田，石油地質(zhì)儲(chǔ)量15564萬噸，標(biāo)定采收率20.9%。經(jīng)過40年的開發(fā)，低滲透油田的缺點(diǎn)日漸突顯，油層壓力不斷下降，注不進(jìn)采不出的開發(fā)矛盾日益突出，開發(fā)效益不斷下降。在地層能量下降的情況下，確定合理的工作制度，提高工況管理水平，對油井生產(chǎn)過程中顯得日益重要。

2.工況現(xiàn)場調(diào)查

在確定了抽油機(jī)井工作制度的課題研究后，首先對開發(fā)矛盾最為突出的渤南油田四區(qū)、五區(qū)進(jìn)行了工況調(diào)查。采油303、306隊(duì)管理著四區(qū)、五區(qū)的大部分油井，目前兩隊(duì)的工況統(tǒng)計(jì)如下：統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)共有57口，采油303隊(duì)供液不足油井8口，占該隊(duì)總開井?dāng)?shù)的36%，氣體影響2口，占該隊(duì)開井?dāng)?shù)的9%，泵漏油井3口，占全隊(duì)開井?dāng)?shù)的14%，桿斷1口，占全隊(duì)開井?dāng)?shù)的5%;采油306隊(duì)供液不足油井13口，占該隊(duì)總開井?dāng)?shù)的37%，氣體影響3口，占該隊(duì)開井?dāng)?shù)的9%，泵漏油井6口，占該隊(duì)開井?dāng)?shù)的17%，油管漏1口，占全隊(duì)開井?dāng)?shù)的3%。也就是說，工況需進(jìn)行調(diào)整的油井開井?dāng)?shù)共有37口，占兩隊(duì)總開井?dāng)?shù)的64.9%。工況優(yōu)化的需求空間非常大。

3.確定抽油機(jī)井合理工作制度的步驟

3.1 繪制IPR曲線

首先要根據(jù)試井資料確定油井合理的IPR曲線。應(yīng)用Vogel方程可以繪制井的IPR曲線①。

3.2 確定下泵深度

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初設(shè)油井產(chǎn)量Q'，其值應(yīng)為略小于油井最大產(chǎn)量的值。根據(jù)該油井的IPR曲線和初設(shè)的油井產(chǎn)量Q'，②可以計(jì)算出初設(shè)產(chǎn)量對應(yīng)的井底流壓。則此時(shí)計(jì)算考慮套壓的油井的下泵深度的公式為：

（其中沉沒度按300米計(jì)算）。

3.3 確定極限泵徑③

活塞面積為：

則極限泵徑為：

式中：

F活——抽油泵活塞的截面積，cm2;

S——光桿沖程，m;

E——鋼的彈性模量，E=2.1×105;

液——井內(nèi)液體的相對密度;

H泵——下泵深度，m;

f桿——抽油桿截面積，cm2;

f管——油管的截環(huán)形金屬截面積，cm2;

D——泵徑，cm，（最后應(yīng)換算為mm）。

3.4 確定沖程、沖次

目前在抽油機(jī)井的現(xiàn)場管理上，都要求盡量做到?jīng)_程利用率最大化，除因設(shè)備或地面因素不具備條件的情況下，默認(rèn)選用抽油機(jī)的最大沖程。在確認(rèn)了泵徑、沖程之后，再根據(jù)每個(gè)區(qū)塊或單元所統(tǒng)計(jì)的抽油機(jī)井工程報(bào)表中每種型號(hào)抽油泵的平均泵效，來推導(dǎo)該油井的實(shí)際沖次。

例如：某油井下泵深度為1800米，極限泵徑為44.5mm，此時(shí)，則確定該井下泵深度為44mm泵，該井現(xiàn)抽油機(jī)型號(hào)為CYJY12-4.2-73HB，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，則該井沖程確定為4.2m，由本單位工程報(bào)表查得，2013年4月該區(qū)塊所管44mm泵徑的平均泵效為62.5%，鄰井同生產(chǎn)層位的油井含水為88%，則根據(jù)計(jì)算，要達(dá)到產(chǎn)量Q'的情況下，確定沖次的計(jì)算如下④：想要得到的油井日產(chǎn)液量為：

該井的理論排量應(yīng)達(dá)到：

根據(jù)：

推導(dǎo)出：

若該井由IPR曲線計(jì)算其最大產(chǎn)量為2.5t/d，則該井沖次通過計(jì)算能夠得到3.6r/min的沖次，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，我們可設(shè)計(jì)該井采用3.5r/min的沖次生產(chǎn)時(shí)該井處于最佳生產(chǎn)狀態(tài)。

4.現(xiàn)場實(shí)施及效果分析

根據(jù)該理論研究，2012、2013年共設(shè)計(jì)油井泵深、泵徑、沖次25井次，其中換泵徑8井次，調(diào)整泵深10井次，優(yōu)化沖程沖次15井次，采油303隊(duì)油井檢泵周期增加172天，免修期增加180天，采油306隊(duì)2012年實(shí)施較好，增加油井檢泵周期295天，增加免修期279天。

4.1 功圖對比

以義4-7-6、義4-5-20油井為例，調(diào)沖次2井次，油井功圖變化明顯。功圖顯示如下：

圖1 義4-7-6調(diào)整前后功圖對比 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2 義4-5-20功圖對比

4.2 檢泵周期對比

時(shí)間 303隊(duì)檢泵周期統(tǒng)計(jì) 306隊(duì)檢泵周期統(tǒng)計(jì)

檢泵周期 免修期 檢泵周期 免修期

2012.01 852 713 899 681

2014.01 1024 893 1194 960

對比 +172 +180 +295 +279

由數(shù)據(jù)對比表可以看出，采油303隊(duì)檢泵周期延長了172天，采油306隊(duì)檢泵周期延長了295天。

4.3 經(jīng)濟(jì)效益分析

2012.01-2014.01兩年期間，兩個(gè)采油隊(duì)共減少檢泵井?dāng)?shù)10井次，按每檢泵井次12萬計(jì)算，12*10=120萬元，

4.4 耗電量對比分析

時(shí)間 303隊(duì)耗電量統(tǒng)計(jì)表 306隊(duì)耗電量統(tǒng)計(jì)表

核實(shí)單井月耗電kw.h/月 核實(shí)單井月耗電kw.h/月 核實(shí)單井噸液耗電（kw.h/t） 核實(shí)單井噸液耗電kw.h/t

2012.01 191.51 486.83 35.45 15.92

2013.01 179.53 445.15 42.89 14.39

2014.01 205.89 265.96 23.85 13.7

采油303隊(duì)單井噸液耗電量2014年1月與2012年1月對比，減少了2.22kw.h/t，節(jié)能效果明顯。

采油306隊(duì)核實(shí)單井噸液耗電量2014年1月與2012年1月，減少了11.6kw.h/t，節(jié)能效果明顯好轉(zhuǎn)。

4.5 工況變化情況

采油303隊(duì)功圖正常的油井由55%上升到68%采油306隊(duì)的油井正常的油井由51%上升至75%，工況狀態(tài)明顯好轉(zhuǎn)。

5.結(jié)論

在確定了油井工作制度后，仍然要加強(qiáng)油井計(jì)量、測試、取樣等工作，并且還要加強(qiáng)油井動(dòng)態(tài)分析，以便及時(shí)根據(jù)油井變化情況，隨時(shí)提出重新調(diào)整工作參數(shù)的建議，確保抽油井始終處于合理壓差下生產(chǎn)，達(dá)到提高油井管理水平的目的。

參考文獻(xiàn)

[1][2]張琪主.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].石油大學(xué)出版社出版，2000.

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[4]劉桂清.采油工人讀本，勝利石油管理局東辛采油廠扈憲麟[M].勝利石油學(xué)校出版，1990.