“三低”油田油井合理流压对机采能耗的影响

李春艳（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

“三低”油田油井合理流压对机采能耗的影响

李春艳（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

在“三低”油田的实际生产中，井底流压低于饱和压力的情况下出现了降低流压后产量不增加反而降低，油井流压低，泵效低，能耗高。依据油气层渗流理论及在低于饱和压力下油井的流入动态进行理论分析及公式推导，同时通过对所选卫11区块进行试验数据分析，得出“三低”油田油井流压与产量的变化关系，确定了卫11区块油井生产的合理流压，指导了卫11区块油井合理生产参数，进一步降低机采能耗，提高“三低”油田开发经济效益。

流入动态研究 合理流压 产量 机采能耗

随着“三低”油田开发时间的延长，低产低效井数量逐年增加，地层供液能力逐渐降低。油井流压低，泵效低，油井的系统效率偏低，机采能耗高，同时杆断、管断作业井数增加，检泵周期受到影响，但流压太高，则影响产量。因此，需要对抽油机井流压及产量关系进行分析，确定一个合理的流压界限。目前应用普遍的是沃格尔方程和IPR曲线，但是在低渗透油田的实际生产中，井底流压低于饱和压力的情况下出现了降低流压后产量不增加反而降低[1]。为此我们依据油气层渗流理论及在低于饱和压力下油井的流入动态进行理论分析及公式推导，同时通过对所选卫11区块进行试验数据分析，从而得出“三低”油田油井流压与产量的变化关系，确定了卫11区块油井生产的合理流压，为油井的降低机采能耗及供采协调提供依据。

1 理论依据及公式推导

1.1“三低”油田产能预测公式的推导

根据油气层渗流理论，两相渗流产量的数学表达式为[2]：

式中 Ao=2πKHC/ln(RG/RJ)

由于Kro、uo、Bo都是压力P的函数，根据油气层渗流理论，Kro/(uoBo)与P关系曲线见图1。

图中的Kro/(uoBo)与P的关系在开始时是曲线，当P较大时，趋势为直线。在一定时期内油层流动可看做是瞬间稳定流动，因此Kro/(uoBo)与Pf的关系同样符合图1的曲线关系。

由于Kro/(uoBo)与P的关系在较低流压时是曲线而非直线，为了找到描述“三低”油田Kro/(uoBo)与 Pf的关系，假定 Kro/(uoBo)与 Pf为幂指数关系，用下式表示：

式中α为常数。（2）式变形后代入（1）式得：

上式即为“三低”油田产能预测公式，n为待定数， A=Ao/(α)1/n。

1.2 “三低”油田合理流压的确定

根据（3）式求得的合理流压为：

从而得油井最大产量公式为：

1.3 待定数n的确定

由公式（3）可知，只要知道单井两组流压下的产量就可计算出n值。

计算式为：

为减小计算误差，再根据不同井的n值利用统计学原理求其加权几何平均值，从而确定某一区块或某一油田的n值。

2 卫11区块合理流压的确定

2.1 依据理论确定卫11区块合理流压

根据上述理论方法，我们在卫11区块选取满足条件（PS＞Pb＞Pwf）的16口井数据进行计算。该区块的PS为9.35MPa，Pb为4.7MPa。

为使理论结果更加准确，在计算卫11区块合理流压过程中，每口井选取多组数据来求出该井的平均n值、合理流压及合理沉没度，对整个区块n值的选取是根据这16口井的n值利用统计学原理求其加权几何平均值，从而确定卫11区块的n值进行合理流压的计算。卫11区块理论确定合理流压结果见表1所示。例举单井数据见表2。

表1 理论确定卫11区块合理流压情况

2.2 现场试验确定卫11区块合理流压

现场对卫11区块选取满足条件（PS＞Pb＞Pwf）的9口井进行参数调整试验，从试验数据得出该区块合理流压为2.98MPa，合理沉没度为255.11 m（见表3）。

表2 卫1-0-13井合理流压数据

表3 试验确定卫11区块合理流压情况

单井示例：针对卫1-1-19井，我们从2010年10—2011年8月期间进行了3次参数调整，试验过程录取数据见表4。

表4 卫1-1-19井现场试验数据表

从以上6组生产数据可以看出，当井底流压高于饱和压力4.7MPa时，随着流压的下降，产量增加；当井底流压低于饱和压力4.7MPa时，在流压为3.85 MPa时取得该井最大产量为23.24 m3/d，之后随着压力的继续下降产量将不再增加反而下降，该井实际生产的IPR曲线见图2。

3 卫11区块合理流压对机采耗能的影响

依据卫11区块合理流压研究成果，对卫11区块抽油机井根据生产动态变化，及时进行机采参数优化调整[3]。共计优化设计69口井，对生产抽汲参数调整55口井，平均泵效提高6.4个百分点，系统效率由优化前的9.9%提高到目前的11.1%，提高了1.2个百分点，平均单井日节电21 k W h；随作业实施换泵10口井，泵效由优化前的14.8%提高到22.1%，提高了7.3个百分点，系统效率由优化前的8.6%提高到目前的10.5%，提高了1.9个百分点，平均单井日节电35.8k W h；对参数无调整余地且无法保证油井合理流压，随作业上提泵挂4口井，系统效率由优化前的6.9%提高到目前的9.0%，提高了2.1个百分点，平均单井日节电40.6k W h。该区块依据合理流压值优化设计后，平均单井年可节电24.9×104k W h。

4 结论及认识

1）对于“三低”油田在饱和压力下生产的油井，通过此方法来指导油井生产将能充分发挥油井的产能。

2）通过理论推导和现场调参试验得出了确定“三低”油田合理流压的方法，得出“三低”油田油井流压与产量的变化关系，给出了卫11区块的合理流压范围为2.2~3.0MPa。

3）在给出某区块合理流压的基础上，油井在生产过程中能够通过调整沉没度来调整流压，即以通过改变抽汲参数的方法来实现。

4）“三低”油田的开发，合理流压的确定能够进一步深挖节能降耗的潜力，实现节能与效益最大化。

[1]陈涛平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工业出版社,2002(2):220-236.

[2]翟云芳.渗流力学[M].北京:石油工业出版社,1999(4):91-101.

[3]徐国民,孙慧峰.抽油机井节能设备优化配置研究[J].节能技术,2001,19(106):4-9.

10.3969/j.i ssn.2095-1493.2012.011.015

李春艳，工程师，2002年毕业于东北石油大学（石油工程专业），从事机采综合分析工作，E-m a i l:c h u n y a n l i@p e t r o c h i n a.com.cn，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司第八采油厂工程技术大队，163514。

2012-09-03）