智能间抽技术在华庆超低渗透油藏的应用

张小荣 姜志刚 鄢长颉

1中国石油长庆油田分公司质量管理与节能处2长庆油田分公司采油一厂

智能间抽技术在华庆超低渗透油藏的应用

张小荣1姜志刚1鄢长颉2

1中国石油长庆油田分公司质量管理与节能处2长庆油田分公司采油一厂

根据华庆低产井流入特性曲线，通过数值模拟，得出华庆低产井间抽制度优选方案。合理的间抽制度对产液量的影响很小，在智能算法优化控制下，根据油井生产变化情况，用软件的自学习功能可以对间抽制度进行调整，对产液量的影响可以控制在4%以内，部分井甚至不会影响产量，生产时间却可以减少4～15h，显著缩短油井的生产时间，节能降耗效果显著。试验中油井的功图有时不能准确反应油井的出液量情况，尚有未知因素影响实际产量，需有效诊断出实际泵况来匹配间抽制度。

智能；间抽；节能降耗；现场试验

1 超低渗透油藏特点及生产现状

华庆超低渗油藏以三叠系为主力油藏，储层岩性主要为粉细～细粒长石砂岩，碎屑成分以长石为主，岩心分析平均孔隙度12.0%，砂层平均厚度29.3m，油层平均厚度20.0m。渗透率仅为0.35mD，属典型的致密油藏，与已开发的特低渗透油藏相比，岩性更致密，孔喉更细微，应力敏感性更强、物性更差，开发难度更大。

目前华庆超低渗透油藏平均单井产量1.01t/d，平均生产参数为：冲程2.1m，冲次1.9min-1，泵径29.3mm，抽油系统生产参数设置基本达到最低极限，但泵效只有30.1%，机采系统效率仅为13.4%，生产指标远远低于其他油藏。

通过油井示功图检测、静动液面检测显示地层间歇出油现象严重，供液不足油井占生产井数的56.3%，该部分油井空抽时间占开井时间的50%，电能损耗严重。

2 间抽制度的确定

为了解决低产井间歇出液严重，造成资源浪费严重的问题，2010年起采用人工操作的方式进行油井间抽。由于井场无人值守，难以保证间抽时间，且存在操作安全风险大、劳动强度大、不能适应数字化的管理需求等问题，为此依托油井数字化远程控制系统，采用智能间抽方式[1]。

2.1 新型油井流入动态曲线特征

根据传统油井流入特征曲线可知，间开会造成油井产量的降低，应用智能间抽技术的关键就是确定适合于油井出液规律的间开制度，将间开造成的产量损失降到最低。水驱油藏油井流入动态曲线其具有偏转特征，即存在一个非零的流动压力使油井产液量达到最大值，该流动压力即为最小流压界限。当油井流压大于最小流压界限时，油井产量随流压的降低而增加；当油井流压小于最小流压界限时，油井产量随流压的降低而降低。

解决问题的关键就是找到低产井的最小流压界限，通过合理的间抽控制，使油井流压保持在最小流压范围内，即可使间抽对油井产量的影响降至最低。

根据新型油井流入特性曲线，结合试验低产井油藏参数，分别绘出产量为1、1.5和2t/d时的油井流入特性曲线。

华庆油田低产井流压为6～8MPa，对比不同液量井的油井流入特性曲线可知，最小流压界限约为5.2MPa，即华庆油田生产流压高于最小流压界限值。如果长时间停井，势必会对油井产量造成较大影响。

2.2 间抽制度的确定

根据华庆超低渗透油藏低产井流入特性曲线，通过建立停抽过程中液面恢复高度及抽油周期内油井产量的仿真模型，分析不同停抽周期的油井产量以及所对应的抽油周期，并根据所给定的允许产量下降界限（以产量下降率不大于5%为标准）可绘制出油井停抽周期优选图谱。

根据不同产量井的油井停抽周期优选图谱，得出不同产量油井停抽时长如下：当油井产量≤1t/d时，停抽时长为20～12h；当油井产量1～1.5t/d时，停抽时长12～8h；当油井产量1.5～2t/d时，停抽时长8～4h。

根据华庆油田生产流压现状及新型油井流入特性曲线分析结果可知，长时间停井会降低油井产量。理论上，停机次数越多，对产量的影响率越低。通过进一步的分析仿真，并绘制了不同产量油井累计停抽时间以及停抽次数对油井产量下降率的影响仿真曲线。由仿真曲线分析结果表明，以产量下降率不高于5%为标准，产量为1.5m3/d油井间歇抽油制度确定为：抽油4.0h，停抽2.0h；产量为1m3/d油井间歇抽油制度确定为：抽油3.5h，停抽2.5h。

按照以上仿真分析方法，确定出不同油井合理的间抽制度，编写间抽控制程序，在长庆超低渗透油藏22口井进行间开试验，其分析处理流程见图1。

图1 智能间抽控制分析处理流程

3 现场试验效果

为了验证理论研究得出的华庆超低渗透油藏低产井间歇抽油制度的合理性及实际效果，选取了华庆油田白153区的22口低产井油井开展现场试验。

3.1 间抽与常开功图对比

通过对比油井常开与间抽叠加功图可以看到，在常开工作状态下，泵基本在供液不足状态下工作；通过间抽停井后，功图充满程度有较明显提高，低效抽油工作时间减少[2]。

3.2 油井间抽与常开生产情况对比

对试验的22口井间抽产量与正常开井产量进行监测对比（间抽与常开分别为3天），22口井常开时平均日产油1.15m3，间抽后平均日产液量1.14m3，平均日产液量约下降0.01m3，降比0.88%，平均单井产油量下降0.006t。而平均单井日生产时间却减少了10小时56分，显著缩短了抽油机运行时间，节约了电能，减少了管杆及设备的磨损[3]。

4 效益评价

4.1 直接效益

经测算，常开井日均耗电量平均为180kW·h，应用的22口井平均停井时间约为11h，单井日节约电量82.5kW·h，年节约电费42.40万元；按照国际原油价格计算（约合4000元/吨），年油量减少损失收入19.27万元。年直接经济效益=年节约电费量－年油量减少损失收入=23.13万元。间抽软件费用5000元/套，22口井软件安装费用为11万元，半年即可收回成本。

4.2 间接效益

油井间抽后生产时间缩短，油管杆服役期及检泵周期延长，以目前检泵周期538天为基础，间抽后检泵周期理论上可延长至830天；同时，每年每口井减少的油管杆更换数量约为10根。年间接经济效益为22.9万元。规模推广后，经济效益更为可观。

5 结论及认识

（1）根据华庆低产井流入特性曲线，通过数值模拟，得出华庆低产井间抽制度优选方案。当油井产量≤1t/d时，停抽时长为20～12h；当油井产量为1～1.5t/d时，停抽时长12～8h；当油井产量为1.5～2t/d时，停抽时长8～4h；并根据不同油井生产参数情况采用多次、分段间抽制度。

（2）油井的出油带有一定的间歇性质（未必是井底的间歇出油），该技术可以根据油井产液量的变化，自动调整间开制度。

（3）合理的间抽制度对产液量的影响很小，在智能算法优化控制下，根据油井生产变化情况，用软件的自学习功能可以对间抽制度进行调整，对产液量的影响能可控制在4%以内，部分井甚至不会影响产量，生产时间却可以减少4～15h，可以显著缩短油井的生产时间，节能降耗效果显著。

（4）试验中油井的功图有时不能准确反应油井的出液量情况，尚有未知因素影响实际产量，需有效诊断出实际泵况来匹配间抽制度。

[1]王永宏．超低渗透油藏合理流压的确定方法[J]．石油化工应用，2010（9）：26-28.

[2]苏永新．一种新型的油井流入动态曲线[J]．油气井测试，2001（5）：10-15.

[3]姜振强，王晓冬，周丛丛．井筒压降对水平井入流动态的影响[J]．油气地质与采收率，2009（2）：81-84.

（栏目主持 杨军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.12.004