浅海油田采油方式的选择

刘雅馨,张用德,吕古贤,高云波,杨 光

(1.中国地质大学(北京),北京100083;2.中石油海洋工程有限公司研究中心,北京100176;3.中原油田 采油二厂,河南濮阳457531;4.大港油田 采油三厂,天津300280)

浅海油田采油方式的选择

刘雅馨1,张用德2,吕古贤1,高云波3,杨 光4

(1.中国地质大学(北京),北京100083;2.中石油海洋工程有限公司研究中心,北京100176;3.中原油田 采油二厂,河南濮阳457531;4.大港油田 采油三厂,天津300280)

我国浅海油田既有背靠大陆优势,又有海上油田的特征,采油方式有特殊性。根据我国渤海湾油田油藏特征和海上条件,阐述了采油方式选择的原则。分析了各种采油方式对海上采油的适应程度,为环渤海浅海油田开发提供借鉴。

浅海油田;采油方式;选择

Abstract:Shallow Water oilfield faces the sea backing on main-land.Based on the reservoir behaviors and offshore conditions of Bo-hai Oilfield,the principle for determining production method was discussed,and the adaptation level of each method for offshore production was analysed.It provides an experience for development of shallow water oilfield in Bohai.

Key words:shallow water oilfield;producing method;selection

我国渤海湾区域海岸线长1 152 km,环渤海湾沿岸有辽河油田、冀东油田、大港油田、胜利油田。根据全国第2次油气资源评价,在与陆海相连的海滩和0～5 m海图水深的浅海区域,油气资源十分丰富,预测远景石油资源量为(30～40)×108t。

我国油田采油方式的选择主要是通过人工采油方式选择图与人工采油方式评价表进行,前者反映的是采油方式在技术上能否满足需要;后者受人为因素的影响过大,不能很好地体现所选采油方式对于油田的具体要求的满足情况。

1 浅海油田采油方式选择

1.1 选择原则[1-3]

a) 满足油田开发方案的要求 在技术上要可行,同时要从可靠性、使用寿命、投资大小、维护的难易程度及同类油田使用情况对比等多方面做综合评价。

b) 适应海上油田开采特点 要求平台上设备体积小,质量轻,免修期长,适用范围宽。即所需的设备,特别是地面设备的体积应尽可能小,质量要轻,这样可以有效地减少平台尺寸和所需面积。特别应注意对电、气、仪表等辅助设备的技术要求,易于控制,减少人为失误造成的损失。

c) 综合经济效益好 从初期投资、机械效率、维修周期、生产期操作费等多个方面进行评价和对比,选择一种技术上适用、经济效益好的采油方式。

1.2 几种人工举升方式的优缺点[4-7]

1.2.1 电动潜油泵

优点:排量大、易操作、地面设备简单,适用于斜井,可同时安装井下测试仪表,海上应用较广泛。

缺点:不适用于低产液井,高电压,维护费高,不适用于高温井(一般工作温度低于130℃),一般泵挂深度不超过3 000 m,选泵受套管尺寸限制。

1.2.2 水力活塞泵

优点:不受井深限制(目前已知最大下泵深度已达5 486 m),适用于斜井,灵活性好,易调整参数,易维护和更换。可在动力液中加入所需的防腐剂、降粘剂、清蜡剂等。

缺点:高压动力液系统易产生不安全因素,动力液要求高,操作费较高,对气体较敏感,不易操作和管理,难以获得测试资料。

1.2.3 气举

优点:适应产液量范围大,适用于定向井,灵活性好;可远程提供动力,适用于高气油比井况,易获得井下资料。

缺点:受气源及压缩机的限制,受大井斜影响(一般来说用于60°以内斜井),不适用于稠油和乳化油,工况分析复杂,对油井抗压件有一定的要求。

1.2.4 喷射泵

优点:易操作和管理,无活动部件,适用于定向井,对动力液要求低,根据井内流体所需,可加入添加剂,能远程提供动力液。

缺点:泵效低,系统设计复杂,不适用于含较高自由气井,地面系统工作压力较高。

1.2.5 螺杆泵

a) 地面驱动螺杆泵

优点:对油井液体适应范围广;不发生气锁,泵效高;运动部件少;没有阀件和复杂流道,油流扰动小,水力损失较低,泵效可达70%以上;输出流量均匀、易于调节,通过改变地面驱动装置的转速,很容易调节流量;适应排量范围大,日产液量为1.59～380 m3/d,通过加大转速可以达到更高产量。

b) 电动潜油螺杆泵

优点:它结合了潜油电泵和地面驱动螺杆泵的优点,输送介质范围广;节电效果显著;不存在管、杆磨损;可用于斜井、水平井;可使用小直径油管;运行可靠、维修量小;启动扭矩大,适用于斜井、稠油井以及高含砂、高含气井的开采。

缺点:螺杆泵工作寿命较低(与 ESP相比),一次性投资较高。

1.3 浅海油田人工举升方式的选择[4-9]

1.3.1 油井生产参数选择

油井生产参数是选择人工举升方式的基础,因此,应特别注意油井参数的正确性及合理变化范围。需确定的主要参数为产液量、流体性质、地层特性及生产压差等。

根据油井参数,通常会存在几种人工举升方式都能满足要求。将满足油井要求的几种人工举升方式进行技术性、经济性、可靠性及可操作性的对比,从而确定出可行、适用、经济的人工举升方法。

1.3.2 适时转换采油方式

图1～2分别是渤海某区块潜油电泵泵效与含水的关系曲线和泵效与原油粘度的关系曲线,可以看出,含水越高,泵效越高;原油粘度越高,泵效越低,说明原油粘度对电泵的影响是很大的。因此应适时做好采油方式的转换工作,当含水上升,原有粘度降低,产液量增大时,可考虑用潜油电泵更换螺杆泵。

图1 泵效与含水的关系曲线

图2 泵效与原油粘度的关系曲线

2 选择采油方式应注意的问题[10-12]

我国渤海湾油田主要采用了电潜泵、螺杆泵及水力活塞泵3种采油方式。

2.1 设计潜油电泵应注意的问题

渤海湾油田的开采一般采用浅造斜大斜度井,潜油电泵的应用受到了一定的限制,主要体现在3个方面。

a) 潜油电泵机组只有安全通过定向井最大“狗腿度”,才能将电泵下到设计井段。

b) 电泵下井过程中在“狗腿度”大、方位角变化复杂的井段,电泵电缆极易遭到磕碰而影响整套机组的寿命。

c) 要保证生产过程中电泵机组不发生弯曲。

应用潜油电泵工艺,对规格已经确定的潜油电泵机组计算套管最大允许曲率弧度时,必须考虑套管内径、潜油电泵机组长度以及最大外径等因素。

各种型号电泵的长度和最大外径因扬程和排量不同而不同,表1是对渤海某油田常用的外径95、98、107 mm和机组长度18、24 m的电泵机组允许通过的最大井斜变化角度计算结果。

表1 电泵机组允许通过的最大井斜变化角度

2.2 设计潜油螺杆泵应注意的问题

因为螺杆泵是容积泵,产量是通过地面调速装置或变频器来实现的,选泵设计比较简单。螺杆泵采油要有足够的平台空间以安装控制柜、变频器,对于抽油杆驱动螺杆泵还必须保证井口上方有安装地面驱动系统的甲板且通风良好。

在浅造斜大斜度井的特殊井眼中应注意下泵过程中的通过问题,计算方法同电潜泵。

3 结论

1) 我国浅海油田主要的采油方式有电潜泵、螺杆泵采油,其他采油方式基本还处于试验阶段。

2) 海上油田选择的人工举升方式应力求其操作简单、结构紧凑、易于管理,以降低地面建设费用和操作费用。

3) 目前各油田正大力运用分支井、大位移井采油技术,在运用这些采油技术的同时,要充分考虑采油工具的通过能力、原油物性及后期采油方式的调整等多种因素。

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Selection of Oil Production Method for Shallow Water Oilfield

LIU Ya-xin1,ZHANG Yong-de2,LV Gu-xian1,GAO Yun-bo3,YANG Guang4
(1.China University of Geosciences(Beijing),Beijing100083,China;2.Research Institute,China National Petroleum Off shore Engineering Co.,Ltd.,Beijing100176,China;3.The Second Production Factory,Zhongyuan Oilfield Company,Puyang457531,China;4.The Third Production Factory,PetroChina Dagang Oilfield Company,Tianjin300280,China)

TE952

A

1001-3482(2010)11-0019-04

2010-05-12

刘雅馨(1973-),女,黑龙江绥化人,博士,主要从事油气资源评价开发与产业经济的可持续发展研究,E-mail:lyx7311@126.com。