桥式采油装置在曙光油田的应用

王书慧



桥式采油装置在曙光油田的应用

王书慧

（辽河油田公司曙光采油厂， 辽宁 盘锦 124109）

为有效解决稠油油藏蒸汽吞吐生产过程中各层系合采油井层间相互干扰矛盾，使各油藏间的采油潜能得到最大发挥，研制了桥式采油装置 ，以两层分采主体技术，现场应用达到了预期效果，并根据不同的油藏条件研制了桥式采油系列装置，在使用液压封隔器可实现油井三层以上分采。2015 年在辽河油田公司曙光油田首次成功开展3 口井现场试验，效果显著，为曙光油田蒸汽吞吐开发区块，油井多层分采提供了新的技术手段。

桥式分采器；笼统合采；分层采油

曙光油田稠油油藏, 由于层与层之间存在着物性的差异, 从而导致多轮注汽生产后油藏动用不均, 高、低渗透层矛盾突出, 相互影响, 互相干扰[1], 主要表现在注汽及开采环节高渗层重复吸汽, 造成注入蒸汽的浪费, 而低渗层无法有效动用。在采出环节由于高渗层压力低、含水相对较高, 抑制了中低渗透层的生产。这种矛盾在多层开采的新、老层之间表现尤为突出, 由于老层的干扰, 使新层无法正常生产。这种高低渗透层、新老油层之间的矛盾是非均质稠油油藏注蒸汽开采的中后期普遍存在的问题,也是必然存在的问题。这种矛盾的存在是影响油藏动用程度的主要因素。在注入阶段主要采用的是配注式、选注式的注汽方式。而在采出阶段没有相对完善的选层开采技术措施。在实际开采中为防止出现倒流现象，在开采时要舍弃液体压力较低的油层，而对油层的液体压力大小的判断，只能依靠操作者自身的判断能力。操作者进行人工选层后，通常采用封隔器封住油层实现选层开采，因此油井只能发挥部分油层的产能。如果换层采油，可通过重新作业或者使用换层采油装置重新选层，这样要实现有效开采，正常发挥油井产能，在选层和换层过程中会花费较高的成本和时间，降低了生产产能和效率。火驱有采油井由于气体较多，如果用封隔器封住油层不采，则被封油层的气体压力得不到释放，当压力达到一定程度时封隔器会解封，气体的突然释放会增加原油生产的危险程度。

为此针对以上生产情况，为了缓解层间矛盾[2]，充分发挥油井产能，达到了提高油井产量的目的，研究了桥式采油装置。

1 技术原理

为了使两个不同油藏压力的生产单元经不同的路径进入抽油泵且油藏压力高的优先生产，同时又能够防止高压油藏的原油倒流到压力低的油藏中去，避免了高压油藏能量损失，提高了注入蒸汽利用效率，有利于提高高压油藏原油采出速度。当高压层与低压层相等时，两者共同生产。有利于避免不同油藏之间原油的不利反应，有利于提高原油的采出率。为此设计了桥式采油装置。

1.1 桥式[3]采油装置原理

桥式采油装置是上下生产单元压力不清晰，这种情况采用的是自动分采阀，抽油泵连接在分采阀上部，自动分采阀将油藏分为两个生产单元，自动分采阀（如图1所示）的主要功能是防止两个生产单元之间的原油相互进入。由1、8阀座2、7阀球3、6阀罩4、封隔器5、阀体9、上接头10、通道等部分组成。上接头9连接抽油泵的底部进液口，随生产管柱下到井中，待管柱中的封隔器4坐封后，将生产井段分成两段， 油层中的液体可从两路进入到井筒中，第一路是从底座8、阀罩3及封隔器4内部、上接头9，最后经上接头经抽油泵进入地面输油管线中去；第二路则是经阀座8、阀罩6、通过道10进入到封隔器内部最后经上接头9，最后到抽油泵底部，进而经抽油泵输送到地面输油管线中去了。

图1 分采阀结构示意图

当第一路的压力比第二路高时，液体则从第一路进入到地面，而第二路的通道则被封注（因为第一路的压力较高，则第一路出来的液体经通道10迫使阀球7坐在球座6上，这样就阻止了第二路流体进出的通道）。

当第二路的压力比第一路高时，液体则从第二路进入到地面，而第一路的通道则封住（因为第二路的压力较高，则第二路出来的液体作用在阀阀球2上，迫使阀球2坐在阀座1上，这样就阻止了第一路流体井出的通道。

当第一路与第二路压力相对平衡时，两路流体则同时流向抽油泵底部。

1.2 桥式采油装置技术参数

最大外径： Ø152 mm

最小内径：Ø95 mm

长 度： 8 000 mm

工作压差：15 MPa

适用于套管内径：Ø 159~Ø 161 mm

耐 温：1800C

1.3 技术特点

（1）桥式分层采油装置通过配备不同类型封隔器件、普通抽油泵可以实现在不增加其它作业成本条件下，实现油井二层或三层分采。

（2）桥式分层采油组合装置构成明确，现场易识别，不增加作业施工难度，适应性强，加工成本低，可促进桥式采油技术的规模推广应用。

（3）配套应用Y341类大通径液压封隔器[4]，可实现油井多层分采。

（4）设计了特制连接机构可配套普通抽油泵，不改变原有的泵挂[5]深度，对油井的适应性强，依据油井原油生产情况，可在适当大的范围内选择抽油泵的类型及泵径，适合在油藏压力差异较大的油井分不同压力单元分采。

1.4 选井条件

（1）油井套管无明显变形。

（2）油藏间油藏压力差异较大且选注及配注有效的油井。

（3）油井套管内壁无死油，否则因封隔器外径较大易与套管内壁死油发生挤压，导致管柱不容易入井。

（4）油藏之间距离较大，容易封隔，否则需增加井段测深步骤；

2 现场试验

2.1 油藏情况

曙1-48-更30井是杜48块一口注汽吞吐生产井，生产井段位于961.1～1 073.4 m，属于杜家台油层，有效厚度为51.6 m，15层。目前地层压力、原油粘度：该井目前压力系数0.09；50度时原油粘度：3 488 mPa·s。

目前该井已生产17个周期，累计注汽34 451t，16 420 t油，产水37 973 t。其中上一周期注汽1 800 t，生产371.2 d，产油1 071 t，产水2 241 t。

2.2 施工过程

2015年9月22日针对油井实际问题，在曙1-48-更30试验了桥式采油装置技术。该井上周期为选层注汽措施，选注上层段。开采过程中发现，该井排水期长达130 d，排水期平均日产油1.1 t，平均含水91.2%。针对这一问题，试验了桥式采油装置技术。该井上周期注汽1 800 t，采取选注上层段、笼统采油方式。本周期该注汽1 500 t，采取选注上层段、桥式采油工艺，见到了较好的增产效果。

2.3 施工步骤

首先对分层采油试验井用Ø154 mm通井规进行通井洗井作业，确保井筒干净，井筒套管无显著变形，以保证桥式采油装置能够安全下入到目的层并可靠的坐封，同时能够保证以后作业时井筒内管柱顺利起出；然后按照分层采油要分采的井段、套管接箍位置等数据设计封隔器胶桶密封位置（主要是避开套管接箍位置，保证井段封隔可靠）、泵挂、井口坐封预留高度。根据该油藏有效厚度为51.6 m，15层，以及油藏的渗透能力、孔隙度相关油藏数据结合该井注蒸汽时注入压力情况将油藏分为上下两个生产单元，经以上数据判断油藏上部压力较高，产油能力较强。据此将桥式采油装置的封隔器在1 020 m坐封。

2.4 桥式采油管柱工作过程

在抽油泵系统上冲程举升过程中，桥式采油装置内部处于低压环境，由于桥式采油管柱内部处在同一个液压系统，管柱内部是压力高油藏中的液体，压力高的油藏产液能够在流动压力下打开桥式采油装置的单流阀球进入到油管；油管与油套环空之间液体由于桥式采油装置单流球阀作用，只能进入桥式采油装置，而桥式采油装置内液体无法倒流到油套环空，能够有效阻止高压油层中液体向低压油层流动现象；各产层间封隔器有效封隔，有效避免了油藏间开发矛盾问题，实现了各产油层协调均衡产液，在高压油藏产能得到充分释放后，高低压油藏压力相差较小时，使压力较低油藏产能得到发挥产能作用。

2.5 掺稀油[6]降粘

当该井生产到100 d的时候发现，抽油机的电流由原来的上下行电流由29A/22A变为43A/27A，经化验原油粘度，发现其粘度上升较大达到了同区块掺稀油降粘标准。于是经油套环形空间向泵下稀油，由于该管柱的结构作用使地面掺的稀油不能流到地层中去，使得每日掺稀油的比同类油井减少了20%，提高了本措施的经济性，证明该技术有适应性强，应用前景广阔。

2.6 周期结束起管柱作业

井筒中生产管柱过程中发现油套环形空间的原油不能泄入到井筒中去，经研究推断可能是，封隔器的胶由于受到长期高温作用，使胶桶[7]发生了塑性变形，在解封后不能自动收回，使得油套环空间密封，为了避免污染事件及井喷事件的发生，由于本管柱设计了洗井机构[8]，所以经地面油套环形空间打入顶替液使得井筒中的原油被顶替到采油站中去，油套环形空间及采油管柱中的液体全部置换为清水。这样避免了原油环境的污染，同时有利于现场操作人员操作。

2.7 周期生产情况

目前周期已经结束，周期产油1015 t，该井生产272.6 d，平均日产油由上周期的2.89 t上升到本周期的3.72 t，增加了0.83 t/d，含水由原来的86.3%降低到了76.4%，含水下降9.9%，油井的排水期由原来的20 d降到本轮的10 d，大大提高了原油的生产效率，有利于油藏能量的利用。注气量由上一周期的1 800 t降低到本周期的1 500 t，降低300 t，油汽比大幅度提高，由原来的59.5%提高到67.6%，提高8.1%。本周期较上周期减少生产100 d，提高了单井的效益，节省了部分日常生产措施费用。该井措施增油638.7 t，措施效果十分显著。

3 经济效益分析

油井措施增油638.7 t，措施总投入4.6万元，按油田公司经济效益统一计算方法，则预计创经济效益：

技术创新成果净现值

＝（1-30%）×分成系数×Σ［年新增原油产量×

（单位原油价格－单位生产成本－税金及附加）

－科研支出）］×（1＋10%）

＝（1-30%）×1×［638.7×（1800－70

-1350)－46000］×（1＋10%）

＝15.14万元

节省注汽费用2.1万元；

累计创效=15.14+2.1=17.2万元；

措施投入产出比1∶3.7。

4 结论

（1）结合曙光油田蒸汽吞吐阶段实施配注、选注、分段注汽等开发增产措施，在原油举升阶段提出了桥式分采技术思路，研制了桥式采油装置等配套分采工具，形成桥式采油多层分采系列技术。

（2）桥式采油装置技术现场试验证明，油藏压力不均的油井可通过二层或三层分采能够有效缓解油藏间干扰矛盾，释放被抑制产层潜能，达到了提高油井产量的目的。

（3）桥式采油装置结构简明、尺寸适中，方便其运输及现场组装，分采成本适中、技术适应范围广，不增加作业施工难度，有助于促进技术的现场规模应用。

（4）该桥式采油装置技术，一是防止了倒灌，同时通过管柱的特殊结构，解决了采油泵可穿越桥式采油装置加深泵挂问题。

（5）该工艺技术不需采油作区作大量油层参数测试及精确描述, 减少了采用桥式采油工艺技术的工作量。

（6）该桥式采油装置技术，一是防止了倒灌，同时通过管柱的特殊结构，解决了采油泵可穿越桥式采油装置加深泵挂问题。

（7）该桥式采油装置技术，开创了曙光油田稠油分层采油的新纪元，为同类油藏开采提供了成功经验。

［1］刘玉文. 辽河油田稠油分层采油技术[J]. 石 油 钻 采 工 艺,2003 (8)增：85.

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Application of Bridge Type Oil Production Unit in Shuguang Oilfield

（Shuguang Oil Production Plant of Liaohe Oilfield Company, Liaoning Panjin 124019, China）

In order to effectively solve the inter-layer interference problem in production process of thick oil reservoir with steam stimulation system to play the maximum potential of the oil reservoir, bridge oil production equipment was developed, with two-layer production technique, field application achieved the desired effect. According to different reservoir conditions , a series of bridge oil production devices were developed,separate zone production (more than three layers) was realized by using hydraulic packer. In 2015, the field test of 3 wells was successfully carried out in Shuguang oilfield of Liaohe oil field company for the first time. The results show that the method is a new practical process for the development of oil field huff and puff in Shuguang oilfield.

Bridge type sub collector;General production; Separate zone production

TE357

A

1671-0460（2017）08-1696-03

2016-12-15

王书慧（1977-），男，辽宁省盘锦市人，工程师，2003年毕业于江汉石油学院机械设计制造及其自动化专业，研究方向：采油新技术研究与推广工。E-mail：wangshuhui@petrochina.com.cn。