稠油高含水区块螺杆泵冷采技术探索与实践

刘佩衡(辽河油田分公司钻采工艺研究院, 辽宁 盘锦 124010)

稠油高含水区块螺杆泵冷采技术探索与实践

刘佩衡(辽河油田分公司钻采工艺研究院, 辽宁 盘锦 124010)

辽河油田稠油区块多，经过多轮次注汽生产，地层压力下降，含水增高，油汽比降低，部分油井停关，严重影响区块的开发效益。稠油区块冷采技术能够节约成本，节省注汽费用，提高原油的商品率。冷采技术不需要注汽，增加油井生产时率，节能效果明显。

辽河油田;冷采;稠油;开发;经济效益;油汽比

1 螺杆泵冷采机理研究

我们都知道螺杆泵和抽油机生产采用不同的生产方式，在两种方式对比情况下，吸入口的压力变化不同。为了研究生产井井底压力的分布情况，我们选用黑油模型，结合数值计算进行模拟，通过多组数据我们都得出同样结论，抽油机生产对井底流压影响大。稠油包含成分较多，沥青胶质、石蜡含量大这些物质具有非牛顿流体性质，粘度大小受剪切力影响而变化。当稠油不流动的时候恢复原来的结构，再次流动需要启动压力，粘度随之增大。这种性质直接影响波及系数和扫油面积，直接导致采收率下降。要想提高采收率必须在其流变性上下功夫。保持井底原油连续流，防止出现静止，再流动出现的原油粘度增加。抽油机井在生产过程中，运行到上冲程的时候近井带原油向井筒流动，抽油机运行到下冲程的时候，原油出现静止，产生周期性流动性质。每个周期的往复运动都需要一定的启动压力。从渗流力学角度推理，出现多项流的情况，造成共同流动的相互干扰，增加了流动的粘滞力，产生阻效应和毛管阻力。减缓稠油流动性。螺杆泵在运行的过程中是连续抽吸，能够保持原油形成稳定的流动状态。原油启动压力保持后，原油流动的前缘带溶解到原油带中，因此保证了连续流动能力，这种状态下的优势明显，客观上防止了地层水的锥进，形成我们通常所说的活塞驱动，在驱油效率和扫油面积上增加，提高了单井产量。

2 螺杆泵生产过程中的影响因素

过盈量对螺杆泵工作特性的影响。过盈量将直接影响螺杆泵工作特性。过盈小会降低举升能力，而过盈大会增加定、转子间的摩擦，降低效率。转子转速的影响。转速的提高，在同一举升高度条件下，泵的容积效率升高；在同一容积效率条件下，泵的举升高度增加。举升介质的影响。介质温度、粘度对螺杆泵特性都会产生影响，温度、粘度升高，螺杆泵容积效率也随之提高。

3 螺杆泵冷采在稠油生产后期的应用

我们通过螺杆泵的研究，螺杆泵能否实现冷采稠油，客观上需要两个条件，首先区块保持一定的地层压力，近井地带能够形成压差，原油启动能够获得必要的能量。保持原油形成连续的流动带，压差过大，造成断流，压差过小，原油粘度大，形成不了有效流动。其次是经过多轮注汽后，原油粘度下降，能够流动。粘度过低，接近地层水，渗流差异性体现不出来，效果就会变差。螺杆泵应用范围的选择是螺杆泵成功的主要因素，边水驱动油藏、水驱稠油油藏是首选。

（1）选井条件 一是稠油生产井经过10轮以上的注汽，井底具有一定温度，在这个温度下原油能够流动，经过抽吸输送到地面。二是具有一定的饱和度，油井采出程度控制在40%以下，具有一定的可采储量。三是地层具有一定的能量，在抽油机生产的情况下，至少有200米以上的沉没度，使井底原油流动具有足够的启动压力。四是原油粘度小于10000mpa·s。五是纵向上油油层渗透率差异不能过大，对高渗出水层，在实施螺杆泵采油的时候，应该进行有效的封堵措施。

（2）螺杆泵选择和设计 我们在工程方案设计的时候，尽量把泵下深，稠油油藏一般下到油层上界，井况允许，没有出砂史的井也可以下到油层中下部位。侧钻井下到侧钻以下部位。供液能力不足的油井采用负压螺杆泵抽吸采油，设计排量通常采用抽油机井生产时候的周期平均日产水平。根据生产含水和液面的变化，通过变频调整排量，确定合理的生产参数。

（3）现场应用情况 我们通过已经运行的螺杆泵进行统计，单井日产油基本保持不变，液量下降10方，含水下降10%～11%，日节电60kW·h。见到增油效果是未见到增油效果井的2倍。通过分析我们认为，增油明显的多集中在单层厚度大、压差大、含油饱和度高的区域。这种现象主要是因为稠油在注汽生产过程中，由于蒸汽的超覆作用，造成纵向上动用不均匀，注汽回采后，形成水侵通道，水淹严重，纵向动用效果差。致使油井液量高，含水增大，周期产油降低。使用螺杆泵冷采避免了水的侵入，增加了原油的流动，减缓了水侵的干扰，表现出螺杆泵的生产效果就是液量降低明显，日产油增加，含水大幅度下降。未见到明显效果的区域，主要是因为含油饱和度低，多轮次的开采，井底剩余油减少，表现出的生产效果表明，使用螺杆泵液量、日产油、含水和抽油机井生产效果相当。个别螺杆泵井因为地层压力过低，日产水平低于油机井生产水平。所以螺杆泵选井要充分考虑区块的生产特点，严把选井条件，才能收到良好的效果。

4 结语

辽河油田近年来通过实施螺杆泵采油技术，显现出明显的优势。螺杆泵体积小、节能效果明显，噪音低等特点。减少作业费用和稠油热采费用的支出，节省了环保费用的投入。辽河油田生产区块地质条件复杂，油水同层，生产后期层间干扰明显，导致油井含水大幅度上升。不少油井由于受地面条件限制，井斜大，管杆偏磨严重，抽油机井生产，检泵周期频繁。区块激动出砂严重，沙卡沙埋现象时有发生，含蜡量高，油井热洗清蜡费用高，这些都给螺杆泵应用带来广阔的前景。螺杆泵节省了一次性投资，螺杆泵投资成本为抽油机投入的三分之二左右。由于螺杆泵负荷小，节约电费支出明显。是耗能最小的机采设备。螺杆泵驱动简单，驱动装置部件少，维护方便，维护费用是抽油机井的十分之一。稠油生产后期采用螺杆泵生产，能够起到稳油控水的作用。目前辽河油田稠油井含水基本都在80%以上，经过多轮次的注汽开发，地下形成一定的温场，螺杆泵为稠油后期开发提供了技术保障。

[1]金吴健.单螺杆泵使用中的几个问题及解决方法[J].水泵技术,2002，(04).