喇嘛甸油田油井回压对产液及能耗的影响分析

丁浩洪 郎卫生 王兵 张乃亮（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

喇嘛甸油田油井回压对产液及能耗的影响分析

丁浩洪 郎卫生 王兵 张乃亮（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

针对抽油机井回压过高影响产液和能耗的问题，通过分析回压与产液、能耗的变化规律，分析总结回压升高对电能消耗、油井载荷、产液量的影响程度，并结合理论计算，以吨液耗电为评价标准给出合理的回压控制经济界限，选取回压0.6 MPa作为上限点。现场根据回压控制经济界限进行了实施，取得了较好的实施效果。

油井回压 产液 能耗 界限

喇嘛甸油田抽油机井平均单井回压0.51 MPa，平均单井日产液60.9 t，平均单井日耗电251.04 kWh。采油过程中在一定时间内地层静压等参数不变，井口回压的上升必然会影响油井井底流压及抽油泵的流量，进而影响到油井的产液量。同时随着油井回压的变化，抽油机活塞受到的压力及载荷产生相应变化，必将影响电能消耗。为研究井口回压对油井产液量和耗电量的影响规律以及计量间来液汇管压力升高对单井回压、产液量、耗电量的影响，开展了回压对产液量及耗电量影响现场试验。现场试验选取了喇嘛甸油田北西一区，本区块初期单井平均射开砂岩厚度8.3 m，有效厚度6.1 m，分别占发育厚度的61.9%、56.0%，平均渗透率为0.323 μm2。目前平均单井日产液51.25 t，年均综合含水95.80%。

1 回压对产液及能耗的影响

为细化抽油机井回压变化对油井产量、载荷以及电能消耗的影响情况，现场采取了产液分级的方式进行测试分析。首先，现场选取了30～50 t/d、60～80 t/d、80 t/d以上三个产液量级别的53口井进行了现场试验测试，同时要求所选油井泵况正常，油井沉没度基本相当，集输管径、离计量间距离等较为接近。其次井口油压的控制间隔为4 h相对较为均匀，不同油压下的运行时间为4 h，量油有明确的时间间隔。

1.1 回压对油井产液的影响

通过对53口井产液与回压的计量分析，从测试曲线（图1、图2）可以看出，随着回压的升高，平均单井产液逐步下降。从图3可以看出产液随回压升高而降低，当回压增至1.5 MPa时，产液下降幅度最大，平均降幅达9.65%，随后产液随油井回压升高而下降。整个变化趋势是产液随回压的上升而下降。

图1 产液30～50 t/d油井产液量、液面随回压的变化曲线

图2 产液60～80 t/d油井产液量、液面随回压的变化曲线

图3 油井产液随回压下降幅度曲线

油井产量下降原因分析：为使回压上升，现场采取了控制回油闸门，从而导致流体在通过闸板口突变的流断面时，流体的流量减少，流体的能量损失增加，流速减弱，油井产液量下降；油井回压上升后，使井底压力升高，井底流压上升，降低了生产压差，油井产量下降；回压上升后，使抽油机井在下冲程时，油管内液体对游动阀有一定的压力，导致泵筒内的游动阀关闭滞后，流体回流量增加，出液量减少[1]。

1.2 回压对油井能耗的影响

为全面分析回压对油井能耗的影响程度，现场对油井的载荷、运行电流以及有功功率随回压升高的变化趋势进行了测试分析。

1.2.1 油井载荷随回压升高的变化情况

现场对53口井的载荷随回压变化情况进行了测试，从测试曲线（图4）可以看出，随油压的增高平均单井载荷不断增大。其载荷增加趋势基本随回压的增加呈现线性增加。同时，结合理论计算进行了对比分析，现场实测数据的变化趋势同理论计算变化趋势一致，进一步验证了试验数据的准确性。

图4 油井载荷随回压的变化曲线

抽油机井上、下冲程悬点载荷[2]：

式中：

Wu、Wd——上、下冲程时的悬点载荷，N；

Pbu、Pbd——上、下冲程中井口回压造成的悬点载荷，N；

W1——作用在活塞上的惯性载荷，N；

Iu、Id——上、下冲程的惯性载荷，N；

Fu、Fd——上、下冲程中的摩擦载荷，N；

Pv——震动载荷，N；

Pi——上冲程中吸入压力作用在活塞上产生的载荷，N。

1.2.2 油井能耗随回压升高的变化情况

由于产液随油井回压的升高而降低，油井能耗具有不统一性，为此，在能耗评价时采用吨液耗电来比较不同回压下的油井能耗状况。

从测试数据的统计曲线（图5）可以看出，随油井回压的升高油井的吨液耗电逐步增加，油井能耗在回压为0.6 MPa时增加幅度最大，然后随回压的增高能耗增加幅度逐步减小。

图5 油井能耗随回压的变化曲线

抽油机在上、下冲程过程中做功[3]：

式中：

Pu——平衡块在上冲程中所需要的功，J；

Pw——平衡块在下冲程中所需要的功，J；

Pmd1、Pmd2——在上、下冲程中电动机所做的功，J；

Pd1、Pd2——抽油杆柱在上、下冲程中对平衡块所做的功，J。

根据计算公式可以看出，抽油机在上冲程中，井口回压上升增大了上行载荷Pu，因此使电动机对外输出功Pmd1增大。根据计算公式（4）可以看到，井口回压上升使抽油机在下冲程中，相当于减轻了抽油杆的自重，使在下冲程中抽油杆自重做功Pd2相对减小，电动机对外输出功Pmd2增大。

2 经济界限分析

根据回压升高对油井产液、能耗的影响分析可以看出，通过合理控制回压可有效降低油井能耗，降低回压对油井产液的影响。为此，以电能消耗及产液为基准确定了回压控制上限。

根据能耗波动幅度与回压的变化情况（图6）可以看出，随着回压的增加，能耗在逐渐增加，当回压为0.6 MPa时能耗增幅最大，此后能耗也在增加，但是增幅相对减小。以吨液能耗最低作为评价标准，选取回压在0.6 MPa时作为能耗的上限点。

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.004.002

丁浩洪，工程师，2005年毕业于中国石油大学（信息与计算科学专业），从事信息数据管理软件开发工作，E-mail：dinghaohong@126.com，地址：黑龙江省大庆油田有限责任公司第六采油厂工程技术大队，163114。