环、树状流程对单井产能的负面影响

梁丽娜

【摘要】油田发展的方向是开发精优高效、技术多维集成、地面立体集约、管理降本增效、人才精专多能”，那么在地面工程的建设当中主要体现的就是“集约化建设，降投资成本”。在流程上主要是采用环状、树状流程工艺，将原来单井的双管流程工艺简化，降低了地面管网密度。但是在降低投资成本的同时新技术和新工艺给油藏工程的评价带来新的问题，环树流程设计回油压力为1.5MPa，但在实际生产过程中，由于液量、回压影响，多数环树采出井产液量下降明显，制约产能释放的同时，给地质开发分析及效果评价带来困难。产液量的高低是衡量一口生产井的重要生产参数之一，如何解决新流程回压高和单井液量之间的矛盾是目前急需解决的问题。通过本论文，我们研究了环树状流程对单井产能的影响。为今后其它应用环树流程区块提供有效的产量界定理论依据。主要成果如下：理论分析出了回压对抽油机井泵效的影响规律。总结出了回压上升规律，提出了控制回压的措施建议。

【关键词】环状流程 树状流程 回压 产液量 泵效

1环状、树状流程解释

1.1树状流程

解释：树状流程有一条掺水干线和一条回油干线，树状流程中的单井掺水、回油管线分别搭接在该流程的掺水干线和回油干线上，这样每口树状流程井都自己单独的的掺水、回油管线。（如图1），图（1）中蓝色箭头表示的是管线内液体流向。

1.2环状流程

解释：环状流程，顾名思义就是通过一个回油管线将所有油井串联起来的流程形势，这条线起点是计量间掺水线终点是计量间总回油汇管，所有单井都串联在这条管线上。计量间掺水线出来的水作为整个管线的伴热水，单井产液与掺水混合后回到计量间回油汇管。（如图2）。

2环树状流程应用效果

2.1优点

环树流程简化了流程工艺，增加了投产速度。在新井投产过程中，节约回油，管线总长度只相当于普通双管流程的约1/3，地面管线工艺流程投产工期提高6个月以上。

节约了计量间。环树流程的采用，减少了总的计量间回油管线头数，因而减少了新投计量间数量，既方便了计量间管理也节约了投资。

投产后减少了伴热掺水量。因环树流程管线与普通双管流程相比总长度缩短、总管径缩小，所以在冬季生产过程中用来给管线伴热的掺水量相应减少，节约了转油站伴生气消耗量。也减少了转油站加热罐、掺水泵的用量，节省了转油站地面工艺投资。

方便了地面工程管理。由于地面管网简化，所以减少了地面工程管理工作量，同时降低了地面管线因施工等外力破环的几率，进而降低了管线穿孔、断裂的次数，方便了管理。

2.2缺点

部分环树流程因各种原因，回压定期规律性升高，最高可超1.5Mpa。目前我们队共有21个树或环的73口井因回压升高需要定期冲洗管线，消耗大量能源，同时影响了正常热洗井的完成和质量。尤其是冬季增加很多冲回压工作量。

回压升高给油井冬季生产管理带来很多问题。首先，新投环树集油流程井设计最高回油压力可达1.5Mpa，但在实际生产运行中由于各转油站掺水系统压力均不能超过1.3Mpa，造成冬季很多回压高井掺水管线不能掺水，水线冻线事故经常发生。其次，环树流程井回油压力升高后，部分低泵效、低产液井回油回流不畅，回油管线冻事故也时常发生。最后回压升高造成抽油机井盘根更换周期缩短，螺杆泵机械密封刺漏维修次数增加。

回压升高影响新井产能释放。在环树流程井投产初期为了验证环树流程对流程产液影响，我们曾经采用对同一树状流程采用全部井同时生产时的合量产液与该流程所有井单独生产时的产液和进行对比的方法，计算得出了环树流程减少单井产液15%。每天影响产液400方，油约36吨。

由于环树流程井不能单井量油，因此单井产液变化不能及时发现，这对产液变化井的下步措施制定和实施造成了不利影响。

3回压升高对抽油机井泵效影响规律认识

抽油机井泵效影响因素很多，为了从理论上分析、验证回油压力对油井产液影响，我们通过分析抽油泵泵效损失因素，给出了泵效随回压变化的理论分析结果。

通过抽油泵的工作原理我们知道抽油泵主要泵效损失因素有以下几点：（1）冲程损失；（2）间隙漏失量；（3）凡尔漏失；（4）充满系数。

3.1回压对间隙漏失量的影响：

抽油泵漏失量计算公式：

（1）

q-抽油泵间隙漏失量，厘米3/秒

D-泵径，厘米

v-物体的运动粘度，厘米3/秒

I-活塞长度，米

-活塞两端的液体压差，米

g-重力加速度，厘米/秒2

e-径向间隙，厘米

VP-活塞运动速度，厘米/秒

在计算公式中，只有参数和回压相关，回压增加相当于增加了活塞上端液体压力，将井内液体密度近似看为1103kg/m3，回压每增加1MPa，相当于增加液柱100m。即参数增加100米。所以回压增加回显著增加抽油泵的间隙漏失量。设kh为回压，单位MPa，间隙漏失量随回压的变关系可表示为：

（2）

因回压增高，而增加的间隙漏失泵效损失为：

（3）

Q-为单井的实际日产液，立方米。

通过该公式，就可以定量的计算出回压与泵间隙漏失量的关系。但由于间隙漏失量和活塞与泵筒间隙有关，因而会随时间因间隙增大而增大。

4环树流程回压上升规律认识及降回压措施实施

环树流程回压高分以下几种类型：（1）流程产液量大，在管径固定、长度固定的情况下单根管线内流量越大管线内压力肯定越高。由于这一原因造成管线内回压高的流程，治理方法只能是加粗管线或拆分流程，降低管线内流量，进而达到降低回压目的。这样的流程我们找出了2个环状流程、6个树状流程。并对这些流程进行了拆分改造，通过改造我们即达到了降低回压的目的，同时释放了产能。（2）管线长度过长，流体在管线内运动过程中摩擦阻力增加，造成流程回压偏高。这样的流程因受井的地理位置限制，流程无法改造。解决措施只能是采用光面内壁管线，以降低流体摩擦阻力。（3）掺水伴热不够造成回油温度低，或是原油含聚浓度大，造成回油粘度增加，流动阻力增加，流程回压增加。对于这样的流程我们应当增加掺水温度、压力，保证回油温度在合理范围内。我们聚中609转油站系统就是因为掺水温度低造成回油温度低，该系统回压普遍偏高。今年冬季我们计划对聚中609转油站掺水系统进行了改造，增加2台掺水加热炉。保证掺水温度，达到降回压目的。（4）回油管线结蜡、结垢造成管线，这些管线需要定期热洗清除管线内蜡质和污垢，根据上面回压产量损失比例曲线我们知道，回压在1.0以上时，产量损失增加较快，因此对这些管线我们规定回压到1.0Mpa时进行冲洗。

5结语

（1）现场实验和理论分析都证实，回压升高会增加油井泵效损失，降低单井产液。（2）环、树流程的采用，有简化流程设计、节约建设资金的优势，也为采油工程和地面工程管理带来了难度，影响了产能释放。（3）针对不同回压上升原因，采取合理措施，可以控制好回压同时增加产能。