抽油机井合理调整参数经济界限的研究

蔡俊铁（大庆油田有限责任公司第一采油厂第三油矿）

抽油机井合理调整参数经济界限的研究

蔡俊铁（大庆油田有限责任公司第一采油厂第三油矿）

通过对比调整参数井的措施前后生产数据，并按照调参原因、调参类别进行分类分析，找出了调整参数对油井产量和含水影响的变化规律。应用经济评价理论对降低吨油成本和影响产量等因素进行定量评价，提出了调整参数的技术经济界限，为抽油机的技术管理和节能增效提供了可行依据。

调整参数井 影响产量 流压 技术经济界限 节能

2006年1—12月大庆油田第一采油厂第三油矿的72口井在进行参数调整后，均出现液量、含水、产量波动的情况。为了确定调参与经济效益之间的关系，对这部分井进行了分析。

1 调整参数分析

井调小参数包括：检换泵后调整参数、供液不足井调小参数和地面设备原因调小参数。

检换泵后为了协调供排关系，对7口井进行了参数调整。调整后平均单井日增液15.43 t，日增油0.78 t，供排关系趋于合理，效果较好。

对于供液不足的井，为了改善供排关系，对沉没度小于150 m并且泵效小于40%的30口井调小了参数。调整后，平均单井日降液7.1 t，日降油1.1 t。调整井产液量变化不大，产液量下降导致产油量下降，沉没度由原来的平均75 m上升到目前的338 m，平均泵效提高了8.7个百分点，流压由1.9 MPa提高到3.6 MPa。

由于机型老化需减小负荷而调小参数的共有7口井，平均单井日降液15 t，日降油3 t。从理论上讲，这些井调前抽汲参数已比较合理，不宜再调小参数，所以这部分井调小参数后产液量、产油量下降相对较大，效果较差。

2 对调小参数的理论分析

2.1 调小参数对油井产量的影响

根据达西定律中井底结构为双重不完善井平面径向流的流量公式[1]：

式中：

Q——流量，cm3/s；

K——地层渗透率，μm2；

h——地层厚度，m；

μ——液体的黏度，mPa·s；

PG——油井静压，MPa；

PJ——油井流压，MPa；

RG——泄油半径，cm；

RJ——井底半径，cm。

调小参数后，井底压力回升，全井的生产压差越来越小，必然导致产量下降，理论排量下降越大，产量下降得越多。

2.2 合理生产流压的界定

在实际生产中发现流压下降到一定程度后，如果继续放大生产压差，井产量不但不随之增加反而有下降的趋势。原因是流压下降到一定程度后，原油脱气严重，影响生产能力。此时的流压应定为临界流压，认为是油井生产的合理流压。

根据三相流流入动态曲线方程推导出最小流压[1]为：

式中：

Pwf,min——最小流动压力，MPa;

Pb——饱和压力，MPa；

Pr——地层压力，MPa。

式中：

α——原油溶解系数；

T——油层温度，℃；

Bb——原油体积系数；

fw——原油含水率，%。

通过这个流压界限，为简化公式的应用，尽可能避免式中参数不确定问题的出现。还可以应用由其演化来的经验公式（4）来确定合理流压。

根据每一开发区块不同的地层压力和饱和压力值计算，得出基础井网的合理流动压力为4.15 MPa；一次调参井网合理流动压力为4.38 MPa；二次调参井网合理流动压力为3.88 MPa。

抽油机参数调整必然导致井底流动压力和泵效变化，为保证抽油机抽汲参数的经济性，流压应尽量保持在合理流压之上。

根据泵效和沉没压力关系式[2]：

式中：

η——泵效，%；

B——泵效系数；

P——沉没压力，MPa；

fw——含水，%；

K——地面油气比；

D、d——抽油泵直径、杆直径，mm；

L——杆长，m；

S——冲程，m；

E——弹性模量。

当抽油机流入动态发生变化时，有[2]

B是冲程、泵径、杆组合相关的变量，而井下管柱设计主要取决于泵径，B值也可以认为是冲程、泵径的函数，可以确定B在不同冲程、泵径下的大小。

通过参数调整，采油一厂三矿调参井的井底流压由调前的平均2.3 MPa上升到目前的4.4 MPa，趋于合理。

3 调整参数井经济界限的确定

3.1 经济评价模型的建立

调整参数后随着产液量的降低，吨液处理等费用也随之降低，从而可以降低生产成本。经济评价公式[2]如下：

式中：

NPVC——措施效益，元；

FY——吨液处理费，元（1.69）；

FW——少注水节约注水费用，元/t（2.19）；

S——日少耗电量，kWh；

PC——原油价格，1 000/t；Q——措施后日降油量，t。

3.2 技术经济界限的确定

根据经济效益评价理论，盈亏平衡点即技术经济界限NPVC=0时的技术参数。按照这一理论，第一采油厂第三油矿调整参数井评价结果见表1。

表1 第一采油厂第三油矿调整参数经济效益评价

当调前含水在85%～90%时，经济效益基本为0，此为调参的临界点，因此调前含水＞90%时，经济效益为正值，也就是技术经济界限。

4 结论

1）调小参数后，井底压力回升，全井的生产压差越来越小，必然导致产量下降，理论排量下降越大，产量下降得越多。

2）针对供液不足、沉没度和泵效都较低的井，通过调小参数来改善供排关系，调后沉没度上升较多，泵效得到提高，供排关系得到改善，但由于调前含水相对较低，调参后含水上升较快而使产油量下降。

3）参数双大或大泵一大一中井为减小负荷而调小的井产液量、产油量下降相对较大，尽量不要对这类井调小参数。

4）参数调小后油井含水随原来数值逐渐增大而上升趋势逐渐减小，从而单井日增油逐渐增大，由负值逐渐转为正值。含水高的，特别是含水大于90%的，井调小参数产量会上升，而含水低的井调小参数产量会降低，因此，对于含水较低的井调小参数要慎重，只要不是为了调整其供排关系，应尽量不安排调参。

5）第一采油厂第三油矿调小参数的合理经济界限是90%。

[1]邹艳霞.采油工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2006:97-103.

[2]万仁溥.采油工程手册[M].北京:石油工业出版社，2003:17-26.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.08.005

蔡俊铁，1996年毕业于大庆石油学校，助理工程师，从事采油工作，E-mail：cjt22@163.com，地址：大庆油田第一采油厂第三油矿313队，163451。

2011-06-10)