多功能阀应用

1、井下多功能热洗阀在黄沙坨油田的应用马强作者简介：马强（1980-今），男，工程师，2003年毕业于大庆石油学院石油工程系，现在辽河金马油田开发公司生产技术科，从事生产管理工作。电话E-mail：starmq。（中油辽河金马油田开发公司，辽宁 盘锦 124010）摘要:黄沙坨油田属于火山岩裂缝性气顶边底水油藏，开发后期由于地层压力下降，油层脱气，油井结蜡程度加重，油井热洗时易造成地层伤害，井下安装多功能阀后热洗，在一定程度上解决了生产的难题。关键词：井下多功能阀 热洗 排液期 溶解气驱1 油田开发地质简况黄沙坨油田动用含油面积2.8km2，地质储量1043104，主要

2、含油层系是沙三段粗面岩，油藏类型属于火山岩裂缝边底水块状油气藏，油藏平均中深3120m。1黄沙坨油田原始地层压力31.35Mpa，饱和压力20.6Mpa，气油比173m3/t，油藏温度103.3，含蜡量9.06%（表1），生产中结蜡现象严重。2表1 黄沙坨油田原油物性表井号密度g/cm3粘度mpas凝固点含蜡量%胶沥%X220.83235.343010.4110.35X230.83406.23279.0610.13X250.82305.78258.6010.20目前油田总井数65口，开井45口，日产油水平由稳产阶段的950t/d，下降到递减阶段的267t/d，日产气8.4104m3/d，气油比

3、由原来的200 m3/t上升到365m3/t，综合含水上升到68%，平均采油速度0.9%，累积产油109.12104t，累积产气2.26108m3，采出程度10.5%。2 油田开发管理中存在的主要问题油田于2001年投入开发，初期依靠天然能量，后期由于地层压力下降到18.5Mpa，低于饱和压力20.6Mpa（表2），于2003年末进入溶解气驱开发阶段；生产过程中出现了地层脱气，气油比上升，结蜡程度日益严重等问题。3随着油田开发时间的延长，油藏进入溶解气驱开发阶段；地层压力下降，含蜡量上升。表2 黄沙坨油田指标变化表特征参数开采时间 （年）备注200020012002200320042005地层

4、压力 Mpa31.3528.7826.2123.6421.0718.5单井日产 t/d.well18.015.613.210.88.46.0产油量综合含水 %3.08.515.533.544.055.0油气比 m3/t173189225255305365地层温度 1031021011009997含蜡量 %10.411.011.512.112.613.2由于地层压力不断下降，油层返吐压裂砂的现象日益严重，砂卡导致深井泵凡尔漏失，泵效下降，甚至造成卡泵，严重影响油井的正常生产；油层温度下降，结蜡程度日益严重，油井含蜡量上升到13.14%，导致热洗周期缩短，频繁热洗又导致油层污染，粘土膨胀、水侵或水

5、锁孔喉通道，渗透率降低，流动系数减小，油井产量递减加快。目前大部分油井都采取热洗清蜡，而且洗井时，由于地层压力低，洗井液极易进入地层，造成油层伤害；由于油藏亲水，很容易造成水锁孔喉通道，影响渗流速度，降低油井产能；有的油井经过洗井排液后，再也无法恢复到热洗前的产量，平均影响日产油量11.7吨左右。43 应用井下多功能阀解决油井结蜡、脱气和出砂井下多功能阀，就是应用井下工具的不同组合，发挥各自的特点。即能保证正常洗井而不会对油层构成任何伤害，也不会造成任何产量影响。3.1 井下多功能阀的基本原理井下多功能阀配套技术，是将多功能阀及井下配套工具，下入深井泵下的一定位置上，在实施热洗清蜡措施过程中，

6、使洗井液仅在井下多功能阀上循环流动，而避免洗井液进入地层造成污染，同时起到滤砂、清蜡和减轻气影响的作用。图1 井下多功能阀结构图3.2 设计井下多功能阀技术参数井下多功能阀在实际应用中，会遇到一些参数设计和油层的地质情况等问题，需要加以解决，才能发挥它的良好效果。3.1 井下多功能阀的工具组合根据油井的生产情况，尤其是一些压裂井，油气比上升，结蜡程度加重，油层返吐压裂砂的情况加剧，应在深井泵下组合气锚，在井下多功能阀下组合砂锚；或考虑其它的双重组合方式，放置双砂锚或双气锚等组合形式，充分发挥井下工具的组合作用。3.2 井下多功能阀下入深度的探讨影响井下多功能阀发挥优势的参数主要有以下几个方面：

7、（1）平均融蜡深度参数。黄沙坨油田的原始地层温度为97，析蜡温度41，熔蜡温度49，饱和压力为20.6Mpa（表3）。表3 黄沙坨油田原油高压物性数据表地下密度g/cm3地下粘度mpas体积系数油层温度析蜡温度熔蜡温度原始油气比m/t地层压力Mpa饱和压力Mpa0.680.51.47103.3414917331.3520.6由原始地层温度（T（）3.50.0308H（m）折算的油田平均熔蜡深度为：1477m；因此，井下多功能阀的下入深度，应位于熔蜡深度以下，在蜡晶还没有析出以前，就进入井下多功能阀，这样可以保证多功能阀始终处于良好的开启状态，减少蜡影响。实际工作中，随着油田开发地不断深入，油层

8、温度在不断地下降，所以多功能阀的下入深度也应随着地层温度地下降而适当地加深到1500m以下。（2）油井的平均动液面。随着黄沙坨油田开发时间地推移，油层压力不断地下降，导致油井产量下降，平均动液面也在不断地下降，由2000年的平均300m，下降到2005年的平均动液面1450m左右。图2 黄沙坨油田动液面变化曲线由于动液面的变化，深井泵的平均下深也发生了相应地变化；由初期的泵深800m，发展到目前的1800m左右；个别产量较低、脱气较严重的油井，为了保持200m300m的合理沉没度，实现增产增效的目的，还把深井泵下到了2200m以下，采用深抽等组合工艺措施，提高油井产量。因此，深抽井井下多功能阀

9、应下入平均动液面和深井泵尾管以下，位于2200m以下。（3）油流的平均泡点深度。自喷井的油流在井筒内以纯油流，泡流，段塞流，环流和雾流等五种状态被举升到地面；其中的泡点深度，就是泡流开始的深度，即油流中气泡开始产生的深度；一般由饱和压力决定。根据原始地层压力（P（Mpa）0.10.0101H（m）折算油田的平均泡点深度为2030m，一般的井下多功能阀下入深度应大于泡点深度；使油流还处于纯油流状态时就进入多功能阀，即保持了多功能阀的正常开启状态，减少了卡堵等现象地发生，同时，又保证了气蚀、气锁和砂卡等现象不对井下多功能阀造成伤害，所以井下多功能阀应下深2500m左右。图3 泡点深度折算图不同的饱

10、和压力，对应不同的泡点深度，根据液体的不同密度，可以从图3(图中从左至右分别代表相对密度为0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1.0、1.05、1.1的流体)中查出相应的多功能阀下入深度。（4）深抽井的平均泵深。目前油田深抽井的平均泵深为2200m，已超出了原始的熔蜡深度和原始泡点深度；根据黄沙坨油田经济合理的沉没度为200m300m，可知：井下多功能阀应下入2500m左右，保证井下多功能阀的上部和深井泵尾管的下部有一定的循环空间。从上述四参数中我们不难发现：油层的平均顶界和悬挂器深度2850m是井下多功能阀的下限，深井泵的平均泵深2200是上限，其余的区块

11、平均融蜡深度和油井的平均动液面是参考界限，根据油流的平均泡点深度可以确定多功能阀的下入深度。五项参数对井下多功能阀的下入深度2500m都产生了一定的影响，对提高泵效，解决气影响和出砂等问题，保证油井清蜡热洗效果的可靠性，缩短洗井后的排液期等都发挥着一定的重要作用。3. 选井条件根据分析，结合油井特点，确定选井条件如下：（1）井下多功能阀应用于抽油机井，对油井有一定的液面恢复速度，能够保证油井正常供液；（2）供液不足的井和井下全角变化率较大的井，不建议使用。（3）气油比300m/t1000m/t的油井，由于气体携砂，应选择深井泵下加气锚和井下多功能阀加砂锚组合使用。3. 实施效果自2005年8月

12、至今，我们先后在10口井上试验成功，取得了如下效果。 有效提高深井泵效与普通方式洗井效果对比，井下多功能阀组合热洗措施，油井的产量稳定，油井的热洗清蜡效果可靠，并能够使深井泵效提高510%（表4）。表4 井下多功能阀热洗井泵效对比表井号阶段日产液t/d含水%泵效%17-31使用前9.841.025使用后14.640.02920-40使用前9.372.031.3使用后14.536.336.0 有效解决气影响对比井下多功能阀的应用效果发现：使用多功能阀后，示功图显示的气影响因素基本消失；例如小20-40井，生产情况逐渐好转，最大载荷由66.2KN，下降到使用井下多功能阀后的47.2KN，产量由9.

13、3t/d上升到14.5t/d。图4 小20-40井示功图监测对比 有效解决出砂影响处于溶解气驱阶段的油藏，由于地层压力下降，原油开始脱气，油气比上升，井温下降，结蜡程度加重，油田含水逐渐上升，开始出现油井返吐压裂砂，造成深井泵双漏等，是制约黄沙坨油田原油稳产的生产难题。应用井下多功能阀后发现：示功图显示的出砂和双凡尔漏失等现象明显减少，个别井的砂影响因素基本消失；例如小17-31井应用井下多功能阀后，载荷逐渐降低，产量有所上升。图5 小17-31井示功图监测对比4 结论与建议通过上述研究与矿场试验，我们得出了以下结论：（1）应用井下多功能阀可以解决溶解气驱阶段油井出现的结蜡、出砂和脱气等生产难题；（2）应用井下多功能阀实施热洗措施，不会对油层造成任何伤害，可以提高热洗效率，缩短排液期，提高生产时率；（3）在今后的使用中，应使用轻质复合材料，减轻井下多功能阀的重量，进而降低井下多功能阀的开启压