车载式提捞采油技术研究
2014-08-13许昱娟大庆油田有限责任公司第三采油厂
许昱娟（大庆油田有限责任公司第三采油厂）
萨北油田经过三十余年的开发已普遍进入高含水开发后期，过渡带地区已成为增储上产的重要组成部分。因此，开展油水过渡带的研究具有非常重要的意义。
萨北油田目前开发的东部过渡带和北部过渡带共有37口扩边井，正常时平均单井日产液6.1 t，单井日产油1.4 t，含水77.0%；目前开采8口井，平均单井日产液10.9 t，单井日产油1.0 t，含水90.8%，利用率21.6%。
过渡带地区扩边井开采的是油底水顶的过渡部分，同时受边水推进影响，产量递减、含水上升速度均大于纯油区；另外，扩边井的原油具有密度低、粘度低、含胶量低、含蜡量高、凝固点高的物性特征，再加上注采系统、地面管网配套设备不完善，造成单井回压偏高，呈现出低效井比例偏高，利用率偏低。
针对过渡带地区扩边井目前存在的问题，对过渡带地区扩边井开展车载提捞现场试验，既能够进一步挖潜油层潜力，确保油田储量不损失，又能够对车载提捞采油进行相关技术研究。
1 低效井的成因分析
低效井是自投产以来开发效果较差井，其主要特征表现为：在相同开采阶段产量低、含水高，且投产以来累计产油、累计产水均较低。
导致油井低效的原因主要有以下几方面：
1）油层发育差，单井射开有效厚度低，地层渗透率低。
2）泵况变差影响形成低效井。过渡带扩边井由于单井产能低，一些断漏井不能及时检泵作业，形成低效井。
3）注水不足。
4）油田开发末期正常水平的低效井。
目前，对于萨北油田过渡带扩边井来说，油层发育差、泵况变差是引起低效井的重要原因。
2 悬挂式组合井口提捞装置[1]
T L-XG JK -D N65/6.4M pa-S 型组合提捞装置见图1，具有以下特点：
1）结构简单合理。该井口由油井抽子、250闸板阀、放空阀、防护帽组成。
图1 组合装置示意图
2）使用方便快捷。井口安装好以后，将井抽子通过悬挂装置直接坐在井口里，在作业时只需将防护帽卸掉，将提捞车上的快速接头与抽子上的球头直接相连，轻轻提起抽出悬挂装置将变扣接头与井口相连即可进行作业。完成作业后将抽子提起至井口上端此时抽子的橡胶套筒与井口之间形成一个内环腔，井口顶端的油会通过这个环腔回流到井口里。这样就大大避免了在拆解过程中由于顶部的油无法回流而污染井场的现象。
3）密封性能良好。
4）有效地控制和释放压力。
3 合理提捞周期的确定
油井产液量高低由生产压差、地层物性和地层流体性质决定。由于受多层合采、地层流体的多相性及地层渗透率高低等因素影响，加之一些参数不易准确求取等，很难建立一口井出液状况的定量关系式。油井停产后，由于续流现象，在一段时间内地层继续出液使液面恢复，液面恢复的速度及幅度综合反映生产层压力、地层及流体性质等特征，是油井生产时产液量与动液面的综合体现。为了获得真实的地层产能，在稳定流方程的基础上，根据物质平衡原理，导出生产井的液面恢复的流动方程和产能方程，根据定积分的几何意义，求出任意点间的平均产能。
3.1 流动方程的导出[2]
现代理论研究认为，在稳定流条件下，扩散方程的解析解为
从而得到
对于生产井，其流动过程是不稳定的，但是对于整个流动过程中的任意时刻我们可以把它近似地看成是稳定流动。因此该公式对于整个流动过程的任意时刻都适用。
采出井在液面恢复过程中，井筒内液柱上升速度随时间有变化规律地变化。随着地层中的流体不断渗流到井筒内，液柱不断增高，如果不考虑流体通过射孔井眼时和在井筒内上升过程中的摩擦阻力的影响，其变化可表示为
若将井筒内液柱高度用静地压力来表示，即
于是
根据物质平衡原理，地层向井底的渗流速度等于井筒内液柱增高的速度，因此将式（1）和式（2）合并得
对（3）式积分得
式（4）就是所要求得流动方程，其物理意义是：在生产井的流动过程中，井底的流动压差（即生产压差）的自然对数与流动时间呈线性变化关系，见图2。
图2 采出井实际流动曲线
3.2 产能方程的导出
因为m1=m∙m2，故
式（5）即为产能方程式，该式说明生产井的液面恢复产量与流动压差之间呈线性关系。根据该式很容易就能计算出任意压差下液面恢复产量（m∙m2为采油指数J）。
应用流动方程和产能方程，可以计算直线段上任意压力下或任意时刻的产量q，并且还可以在直角坐标系中绘制产量Q 与压力P 之间的曲线；若将压力P 转换成液面深度H ，同样也可以做出Q 与H 之间的曲线。
如果需要计算在某一压差范围内或者某一时间段内的平均产量，通过对式（5）进行积分就可以得到平均产量
3.3 合理提捞周期的确定
通过计算不同压差（对应液面恢复高度）下的平均产量，从而制定出合理的提捞周期（表1）。
表1 不同供液能力油井提捞采油周期
根据表1，对目前7口正常运转的提捞井进行了对比分析，符合率达到100% （表2）。
表2 提捞井提捞周期符合率
4 提捞采油合理的经济界限分析
4.1 油井捞油经济极限产量确定方法[3]
在一定回收期内，投入产出相等时对应的单井初始稳定产量即为油井捞油经济极限产量。
设油井投产初期稳定产量，即油井捞油经济极限产量为qmin；油井按指数递减规律递减，年递减率为d；年生产时间t 天；稳产时间T0年；递减开始至偿还期时间为T年；那么油井自投产至偿还期累积产油为
设单井提捞设备一次性投资为S1元；单井固定资产一次性投资为S2元，单井提捞采油投入操作成本S3，原油价格为Poil，依据投入产出平衡原理得
从而得出
4.2 油井捞油含水经济界限
油井捞油吨油操作费随油井含水上升增加幅度较大，当提捞吨油操作费与其收入相等时，对应的含水即为该井含水经济界限。
设一套提捞车组年所需燃料费、材料费和人员工资等费用为S 元，一套提捞车组每天能提捞液量为Q t，含水率为fw，年生产时间为t 天，吨油操作成本费用为Vp，外委提捞队伍结算价格为Vp0，则吨油操作成本费用为
当Vp≤Vp0时，外委提捞队伍可收获利润。依据盈亏平衡原理，推导出油井捞油或抽油转捞油井含水经济界限计算公式为
4.3 过渡带应用结果
依据捞油实践，确定出原油生产经营费和参数，当吨油售价2382元，外委吨油价格为370元时，对应的油井捞油经济极限产量3.81 t/d，油井捞油含水经济界限为83.3%。外委吨油价格为240元时，对应的油井捞油经济极限产量3.65 t/d，油井捞油含水经济界限为74.3% （表3）。
表3 提捞采油经济界限
通过对比提捞井的产液量和含水，按外委价格370元/t时，符合经济效益的提捞井有8口，经济符合率达到80%；另有2口井因含水率高于极限含水率83.3%而不经济，下步将对这2口井采取控制含水措施（表4）。
5 认识及建议
1）对于低产低效井及边远零散井，采用提捞采油方式是提高油井利用率、提高经济效益的有效途径。
表4 过渡带提捞单井经济评价
2）T L-XG JK -D N65/6.4M pa-S 型组合井口提捞装置能够满足提捞采油过程中地压力进行控制和释放的需要。
3）通过液面恢复法能够简单、快速、有效地确定单井合理提捞周期。
4）提出了油井提捞采油或机采井转提捞采油井经济极限产量和含水经济界限计算公式，为确定低产低效油井提捞采油或机采井转提捞井的合理经济界限提供了技术依据。
[1]路永明,武汉民.新编机械设计手册（修订版）[M].北京:石油大学出版社.1998:22-69.
[2]万仁溥,罗英俊.采油技术手册（修订本）[M].北京:石油工业出版社.1998:35-62.
[3]高志华,侯德艳.对大庆外围油田开发中几个经济界限的研究[J].大庆石油地质与开发,1996:21-23.
