牙刷状油藏低产油井小泵深抽的节能启示*

2014-08-07付亚荣翟胜强王建英谢莲英毛玲祝庆山姚庆童

石油石化节能 2014年11期

付亚荣翟胜强王建英谢莲英毛玲祝庆山姚庆童

（1.华北油田公司第五采油厂；2.华北油田公司勘探开发研究院；3.华北油田公司第一采油厂）

引言

牙刷状油藏含油井段长，含油层数多，含油高度窄，油层分布受断层控制明显，各个砂层在断鼻高点均可能形成油层，剖面上顺断层呈典型的“牙刷式”分布，平面上沿构造高部位呈“叠瓦状”展布[1]，油藏具有“小、碎、贫、散”的特点[2]。利用大斜度多靶点、一井多探新方法进行滚动开发，由于注水效果差或无注水条件，油井动液面、产液量下降快，泵效大大降低，运行成本增加，使用常规有杆泵的方法采油不能满足生产要求，现在许多油田采用小泵深抽的方法来解决[3]。2000年唐周怀等人在胡庆油田常规的管、杆、泵、抽油机、减载装置将Ф44 mm、Ф38 mm管式泵下至2300 m、3000 m，降低了抽油机井悬点载荷，并取得了节能降耗的效果[4]；邱军等人[5]在TZ4-7-52 井，利用减载装置配合CYJY14-5-53HB 型抽油机将Ф 38 mm 管式泵下至3200 m，抽油参数为冲程4 m，冲速4 min-1；徐苏欣等人[6]将其发展到Ф 32 mm、Ф 28 mm管式泵下深至3500 m，并取得了成功。但牙刷状油藏油井造斜点高，井斜角大，方位变化频繁，减载装置入井困难，同时还需要满足抽油机井能效的要求[7]。这里利用现有采油设备，优化杆柱组合，尝试将Ф 32 mm 管式泵最深下至2600 m，30 余口油井现场试验，平均泵效由34.81%提高到60.19%，能耗降低近10个百分点。

1 小泵深抽工艺

小泵深抽的特点：泵径小、泵挂深。小泵深抽技术最初有Ф56 mm、下挂深度大于1600 m；Ф 44 mm、下挂深度大于1900 m；Ф 38 mm、下挂深度大于2200 m三种。如今随着工艺不断改进，小泵深抽技术的泵径已经缩小至Φ 28 mm，泵挂深度达到3000 m。减小泵径，加深泵挂，可提高抽油泵的沉没度，增大生产压差，提高油井生产效率。

1.1 选井依据

沉没度小于200 m，泵效低于25%，示功图显示供液不足的抽油机井。同时，为保证深抽效果，尽量选择低含水、低产量油井，且50 ℃原油黏度小于300 mPa·s，含砂量小于0.5%。

1.2 工艺要求

在杆柱组合时，将应力-强度干涉模型引入杆柱设计，提出抽油杆当量疲劳分布、当量工作应力分布、疲劳强度可靠度的假设，针对不同油井的地质特点、原油物性，将抽油杆设计由静强度、常规疲劳强度设计引向动强度设计[8]。D 级杆采用三级组合；HY级杆可采用22 mm、19 mm两级组合；井斜时采用内衬油管与双向接箍；依据不同的油井采取必要的防蜡、防腐措施。

1）泵挂深度的确定。根据油井液体的性质，确定合理的沉没压力，然后依据沉没压力和井底流压确定泵挂深度[9]。

2）抽油泵的选择。理论上柱塞面积与下泵深度的平方成反比，抽油机悬点最大载荷和减速箱最大扭矩都与柱塞面积成正比。研究表明：当泵挂深度、冲程、冲速一定时，如果所选泵径能使因弹性变形而引起的冲程损失等于光杆冲程的一半，产量即可获得最大值[10]。靠增加泵径来增加产量是有限的，每一泵挂深度都应有一极限泵径[11]。泵径的选择可以在极限泵径的范围内，根据计算的泵径，按靠小不靠大的基本原则，在标准序列中选取。

2 现场应用

利用泵径、泵挂深度的确定方法，在冲程、冲速固定的情况下，30余口牙刷状油藏低产油井应用Ф 32 mm 管式泵深抽，平均泵挂深度2450 m，产液量基本稳定，平均泵效由34.81%提高到60.19%，能耗降低近10个百分点。

典型井例：晋某井2012年5月投产，2013年12月示功图显示供液不足，2014年3月4日应用Ф32mm管式泵深抽，施工前泵径与泵挂深度Ф38mm×2303.26 m，示功图见图1。施工后泵径与泵挂深度Ф 32 mm×2300 m，示功图见图2。生产制度不变，泵效由34.81%提高到60.19%，提高近25 个百分点，抽油机最大负荷下降12 kN，节电率11.37%。