低渗油田油井机采系统效率影响因素分析与对策.doc

提高低渗油田机采系统效率的几点想法张齐鸣1 刘松林1.2郭鹏1李兴1（1江苏油田分公司 2石油大学（华东） 前 言江苏油田试采一厂目前投入开发的16个油田中，低渗单元有28个，主要分布在真武、富民、曹庄、徐家庄、沙埝、瓦庄等油田，类低渗储量2975104t，占全厂探明储量的29.9%，日产油水平485.9t/d，占全厂日产水平比例约18.8%，在该厂稳产、上产中占有举足轻重的地位。对于低渗油田的开发，由于低渗油藏地层物性差、渗透率低，油井泵挂深、液量低等不利因素的影响，低渗油田机采系统效率仍处于一个较低水平，并影响到低渗油田整体的开发效益，因此，找出低渗油田机采系统效率的影响因素，制定相应的对策与措施，对提高低渗油田开发效益具有十分重要的意义。1、低渗油田油井机采系统效率状况江苏油田试采一厂投入开发低渗油田分布范围广、断块小，具有典型的复杂低渗小断块油藏特点，地下构造破碎，油藏分布小、碎、贫、散，断层多、油水分布复杂，油层埋藏深、物性差、渗透率低，层间差异大、层内非均质严重的特点。油井在生产上的表现为泵挂深、液面低、液量低、泵效低。由于复杂低渗油藏自身地质特征，导致油田在开发过程中油井机采系统处于低效的状态，同时各个油区之间、油藏之间、低渗单元之间、油井间差异都很大，全厂低渗单元油井平均泵效只有18.71%，许多油井甚至低于10%，机采系统效率平均水平在17%以下，远远低于全厂的平均水平。表1、2000年2003年机采系统效率水平统计表年度全厂平均水平%低渗单元水平%差值2000年27.7112.3115.42001年28.4912.715.792002年29.7713.6116.162003年32.2215.6316.592004年31.9316.8115.122、低渗油田机采系统效率影响因素分析针对低渗油井机采效率较低的状况，近年来我们加大了这部分油井测试监测力度，下表2为部分低渗油井现场测试数据汇总表。从表中测试统计数据看，低渗油井机采系统效率维持在一个相对较低的水平1516%左右，很多油井只有56%，甚至更低。在低渗油井机采系统中，地面总效率一般在50%60%左右，与中高渗区块油井相比基本持平，而低渗油井井下举升效率水平却很低，参与测试统计平均水平只有27.04%，而大部分特低井未参与测试统计，实际上低渗油井井下举升效率的实际水平更低。表2、低渗机采井现场测试数据序号井号有效功率kW输入功率kW功率因素cos光杆功率 kW地面效率 %井下效率 %系统效率 %1侧富971.069.610.294.8550.4721.8610.502沙19-311.707.300.584.7064.3836.1722.183沙19-11A0.946.710.604.8972.8719.2313.344沙19-121.9011.420.714.3037.6544.1915.855沙23-51.337.990.413.5844.8137.1515.856沙23-21.709.660.705.3155.0231.9916.767曹540.8413.190.3810.6080.368.005.788瓦X21.015.640.523.7165.7827.2217.069新永20.463.840.202.2458.4620.4911.4110永24-31.078.130.664.2452.1625.2312.5311真1791.8112.540.7910.1580.9618.1213.9712安丰42.3213.640.3710.5076.9622.1016.2013发2-71.104.840.334.0984.5626.8816.6514侧富462.177.720.235.4470.5039.8720.59均值1.398.730.485.6263.9227.0414.90因此，井下效率低是低渗油井机采系统效率低的主要原因。我们从井下举升效率的计算公式看出： 式中：Q油井液量； H有效扬程； 混合液密度；A示功图面积；Sd减程比；fd力比；ns冲次j主要是由油井液量、动液面、示功图面积、油井冲次四个参数决定的。具体地讲，油井液量、动液面与低渗油井油层埋藏深、物性差、压力水平低有直接的关系；示功图面积主要受油井泵挂深度、动液面、油井管杆组合、工作制度等多因素的影响；冲次是由地面设备匹配所决定的。因此，提高低渗油田油井井下效率必须从油层供排关系研究入手，通过改善油层的供液能力，优化机、杆、泵组合，加强管理等几方面来提高其系统效率。3、低渗油田提高机采系统效率的几点思路由于复杂低渗油藏自身地质特征，导致油田在开发过程中油井机采系统处于低效的状态。因此，我们必须从以下几方面加以研究来提高其系统效率：一是改善低渗油田油层供液能力：上面的分析表明，油藏低渗、低压，油井低产，使低渗油藏的开发始终处于低效状态，要提高低油藏的开采效率和机采系统效率，还必须从油藏入手，即进一步加强低渗油藏研究工作，运用低渗油层改造技术、注水配套技术、三次采油技术等，改善低渗油藏的供液能力，提高油井产液量和产油量，从而提高油井的有效功率，最终达到开采效率和机采系统效率的提高。以沙20-21和瓦2-12为例，该井实施压裂改造后，供液能力增强，油井井下举升效率分别提高了33.92%、40.27%，机采系统效率提高了13个百分点（见表3）。表3、压裂前后机采效率测试数据表井 号沙20-21瓦2-12项 目压裂前压裂后压裂前压裂后日产液量t5.115.64.813.8日产油量t4.510.52.59.2含水%12.133.247.932.8有效功率kW0.642.611.262.37输入功率kW4.276.678.7510.00功率因素cos0.200.490.651.00光杆功率 KW2.734.554.645.50地面效率 %62.2167.3153.0254.99井下效率 %23.4457.3627.1667.43系统效率 %15.0028.299.1422.57提高百分点井下效率 33.9240.27系统效率 13.2913.43二是优化机杆泵组合参数：国内外许多研究表明，当油井地层供液能力一定时，井下效率高低只取决于抽汲参数(冲程S、冲次N、泵径D、下泵深度L、举升高度、抽油杆组合)。在保证相同的产量情况下，举升参数可以有很多组合，不同组合的抽汲参数对抽油机井系统效率影响很大，由于受到井下各种因素的限制，这种影响无法用一个精确的公式来表示，一般采用实际生产及测试数据回归计算的方法来找到最佳的举升参数组合。2001年以来，我们对70多口井进行了数据回归，取得了很好的效果。以陈3-10井为例，我们通过分析现场生产数据和测试，作了举升参数与井下效率的动态模拟（见表4），在保持产量不变的情况下，序号10的举升参数最合理，其井下效率达到了60.16，为该井系统效率的提高起到了重要作用。表4、举升参数与井下效率的动态模拟结果序号泵径（mm）冲程（m）冲次（rpm）产液量（t/d）产油量（t/d）下泵深度（m）动液面（m）泵效（%）井下举升效率（%）1563630.521.412001022.350.8237.253572.5729.820.812001016.549.3535.34562.5630.421.213001014.760.6545.8855734.529.620.713001008.663.4750.626572.1629.720.81400100368.3152.4474436.529.720.81500996.57451.0184436.530.321.21700987.375.5148.869562.1629.720.81500996.670.6653.8410563430.121.11600992.975.1960.1611562.5530.121.11600992.272.1855.8112573429.920.91600985.172.1257.3114572.1629.920.91600990.968.6851.09三是加强油井的动态管理：加强管理也是提高低渗油田机系统效率重要手段之一。我们要加大对低渗井的电流、功图和液面的监测，通过检测的资料来及时采取相应的措施。对泵漏或管漏的井及时进行维护作业恢复正常生产;对供液不足的井要降低工作参数或间开;对地层能量充足,沉没度高的井要优化工作参数和上提泵；对含蜡高、管线长的井定期热洗或冲管线,降低悬点载荷和井口回压,减少电机耗能。对气体影响的油井要合理控制套管气,减少气体影响,提高泵效；对抽油机平衡不合格的及时进行调平衡。四是加大新技术应用力度：新技术包括井下和地面两大部分，井下部分应重点引进提高泵效、降低管杆摩擦力以及抽油杆柱优化等新技术上，如：油管锚定技术、减载技术、油井防气技术等。而地面应着重应用提高抽油机效率、电机效率和方便抽油机工作参数调整的各种新技术，如：节能抽油机和电机、变频技术、间抽技术和抽油机在线检测技术等。4、几点认识一是低渗油田提高机采系统效率是一项复杂的管理工作，涉及的环节多，如：油井清防蜡、防腐防垢工作、设备的维护保养等，