水驱油藏油井举升方式适应性分析与优化措施

刘腾飞

（胜利油田东胜公司 山东东营 257000）

摘 要：产能预测与举升方式的优化设计关系密切 ，因此必须工艺措施与油层改造、综合调整措施结合起来。促进各阶段措施的配套实施和合理衔接，进一步提高方案设计质量与实施效果。通过举升方式选择的影响因素、经济效果及限制条件等项分析，建议对于高产能井用电泵，对于排量范围相近的优先考虑抽油机，在目前阶段条件下，为减少方案设计的风险性，不宜大量选用螺杆泵。加快电泵变频、偏磨防治及螺杆泵配套技术攻关的步伐，使机采设备对水驱的适应能力进一步增强，为油田可持续发展提供技术支持。

关键词：水驱油藏；生产形势；变化特点；举升方式；抽油机；电泵；螺杆泵

人为地向油井井底增补能量，将油藏中的石油举升至井口的方法。随着采出石油总量的不断增加，油层压力日益降低；注水开发的油田，油井产水百分比逐渐增大，使流体的比重增加，这两种情况都使油井自喷能力逐步减弱。为提高产量，需采取人工举升法采油（又称机械采油），是油田开采的主要方式，特别在油田开发后期，有泵抽采油法和气举采油法两种。本文根据水驱生产形势和变化特点 ，从抽油机、电泵和螺杆泵三种举升方式的适用条件和经济效益着手进行分析，开展三种举升方式合理优化的研究 ，确定出不同条件下的最佳举升方式，使设备能力与油层条件相适应 ，充分发挥水驱潜力 ，对于改善水驱开发效果具有十分重要的意义。

1 举升方式都有不同的特点和适应性

各种人工举升方式都有不同的特点和适应性，在优选中不但要考虑举升方式对地下条件的适用性，还要使其能够适应油田地面的自然条件，还要考虑油井结垢、产出液等因素对举升方式的影响。设计原则：（1）所选择的举升方式能够充分发挥油井的潜能，应确保开发方案预测的产能指标实现。（2） 要综合考虑举升方式的经济合理性和技术可靠性，尽量选用工艺成熟、技术配套的举升方式。（3）机采方式的选择要尽量考虑结垢严重的实际，立足于减少井下作业工作量，修井与管理较方便，优选防垢效果相对较好的举升设备，尽可能延长枪泵周期。（4）所选举升设备工作效率较高。（5）适合油田野外工作环境和动力供应条件。

通过加强技术攻关，优化方案设计，水驱开发效果明显。但也暴露出水驱产能预测难度大、举升工艺配套技术不够完善等问题，给机采方式的优选设计带来了困难，随之对采出设备的运行维护、调整挖潜及采油工程方案的实施造成了负面影响。具体表现在两个方面： 一方面实际产能高于预测 ，采出设备选型偏小，挖潜上调余地较小，采取抽改电、换大泵等措施；另一方面表现为产能预测过大，机采设备选型偏大，不仅增加了投资和重复工作量，而且导致设备利用率和运转时率降低。

2 举升方式选择影响因素

2.1 油井生产变化的动态反映

2.1.1 水驱产液能力的变化特点。

从水驱开采实际情况看，产液量变化幅度要大于理论值。单井产液量由最高值180m3 /d到最低值79m3/d，波动幅度大。

2.1.2油层改造措施工作量明显增大。为充分发挥水驱潜力，油井措施工作量明显增大。每年的压裂、补孔等措施工作量约占措施工作量的40%以上。

2.2 舉升方式对水驱的适应性分析

抽油机具有管理操作方便、维护工作量较小、技术配套程度高、适应排量范围大的独特优势 ，但随采出液粘度的增加，抽油机井杆柱下行阻力也随之增加，造成杆管偏磨严重，检泵周期大幅度下降。在高峰期，抽油机井平均检泵周期不到一年，不及水驱井检泵周期的一半，其中近半数井是由于偏磨原因检泵。但随着防偏磨技术的逐渐成熟配套，检泵周期可延长接近400天。电泵的主要特点是排液能力大，运转时率、排量效率和检泵周期等技术指标最高，但其具有单井排量调节范围小的缺点，随着采出液中粘度的增高，产液量和排量效率下降幅度大。同时，电泵机组负荷和能耗增大。螺杆泵采油装置结构简单，在同样排液能力下，其一次性投资最小，能耗低，综合成本最低。但应用时间较短，规模还较小，并且目前仍处在试验攻关阶段，井下测试、清防蜡等项配套技术还不完善，而且抽油杆容易断脱。

3 举升方式的优化设计

3.1 指导原则

从目前情况看，三种举升方式都有各自的优缺点和适用条件，因此举升方式选择及设计应以满足水驱全过程的产能需要，应该以保持注采平衡为前提，以减少管理维护工作量、降低操作成本及节能降耗为目标进行合理优化。坚持“少投入、多产出”的高效益原则，合理优化举升方式，争取做到一步到位，减少投资及工作量。按照地质产能预测要求，充分考虑水驱产能预测难度加大、产液波动幅度加大及措施工作量加大的特点，选择的举升方式要有充足的调整余地。

3.2 优化设计依据

以满足水驱过程产液量变化做为首要条件确定适用的举升方式，通过经济效果和其它限制条件分析，选用最佳的举升方式。

3.2.1 不同举升方式适应水驱产液变化能力分析

（1）排液能力对比。从排量对比情况看： 电泵井排液能力最大 ，适用于供液能力强的油井，螺杆泵与抽油机的排液能力相当 ，适用于中低供液能力的油井。

（2）排量范围对比。抽油机在排量范围调整方面具有明显优势，仅通过调整冲程、冲次排量范围便可达到 33 %以上 ，加上泵径的调整其排量范围可达到90%以上；电泵井不能灵活进行工作参数调整，适应油井供液能力变化范围最小，其合理适用范围是80 %～120%，而应用变频设备增加投入费用，且对设备、技术管理要求高；螺杆泵只能在转速方面调整，在灵活性上优于电泵，但其转速一般不超过250r/min，否则难以长时间稳定运转。因此，螺杆泵的排量调整范围介于抽油机和电泵之间。

3.2.2 经济效果及限制条件分析

以水驱为例对排量范围相近的150m3 /d电泵、14型机及 GLB800- 14螺杆泵三种举升方式进行经济效果分析。在水驱过程不更换为前提 ，假定不随含成本费用各年相等，年净现金流量近似相等，对水驱全过程 7年的净现金流量进行测算可知，在排量较大且范围相近、举升方式不更换的条件下，电泵净现值最大，为三种举升方式的最优方案。可看出螺杆泵一次性投资和后期维护费用小于其它两种设备，经济效益的好坏关键在于检泵周期。但考虑水驱生产的周期性和时效性，举升方式的选择还应考虑到设备使用年限等影响因素。抽油机排量调整范围最大，一般可满足一个完整的水驱过程需要，尽管其一次性投资较高，但其使用年限最长，设备调整余地较大。而电泵和螺杆泵随作业次数的上升成本费用将远高于抽油机，因此应限制其应用规模。

参考文献：

[1]低产井有杆泵高效举升配套工艺[J]. 李兰竹. 石油机械. 2011（03）

[2]抽油泵强制闭合固定阀在大斜度井段的应用[J]. 李建雄，吝拥军，陈福友，黄军高，张月献，倪余林，汪全胜. 石油矿场机械. 2011（04）

[3]三种举升方式应用对比[J]. 刘长赞. 油气田地面工程. 2010（11）

[4]机采举升工艺经济界限分析方法研究[J]. 伊三泉，王淼峰，李庆华. 油气田地面工程. 2009（04）

[5]萨中油田抽油机多功能调速装置功能试验和应用界限研究[J]. 胥晋. 石油石化节能. 2017（02）