稠油油田水平井环空补水降粘挖潜实践

（中海石油（中国）有限公司天津分公司，天津市，300450） 李 超

渤海渤海P 稠油油田特点是原油粘度大、地饱压差小，面临电潜泵举升难题。

1 油田概况

渤海P 油田构造为一近南北向的断裂背斜，油田内部断层较发育，整个构造自北而南分为三个区块，即北块、中块和南块。含油气层系发育于新近系的明化镇组下部和馆陶组，主力油层集中分布在馆陶组。馆陶储层埋藏浅，物性较好，中高孔、中高渗储层，总体表现为随着埋深的增加，储层物性有变差的趋势。油田在原始状态下具有正常的温度和压力系统。

该油田地面原油属于重质油，地面原油密度在0.928～0.983g/cm3之间，具有密度大、粘度高、胶质含量高、凝固点低、含蜡量低以及含硫量低等特点。地层流体变化规律与地面流体规律一致，纵向上总体规律为，地层原油性质随深度的增加而变好，但是在靠近油水界面附近时流体性质变差，呈现随深度增加地层原油粘度变大的规律。

2 稠油开采存在的技术难题

由于地下原油是常规稠油，具有粘度大（平均地层原油粘度274mPa.s）、地饱压差较小（平均地饱压差2.180MPa）、溶解气油比低（平均气油比20m3/m3）等特点，造成电泵举升流体困难。

2.1 电潜泵稠油举升难题

2.1.1 稠油流动性差，电泵电机冷却效果差，造成电机烧毁；可以采用耐高温的电机，但这就大大增加了设备采购成本；

2.1.2 从泵效方面考虑，由于稠油粘度高，这会大大降低电潜泵的泵效，造成井下流体举升困难甚至举升不上来的情况。

2.2 稠油举升技术及存在问题

目前国内外油田现场应用较多的几种井筒降粘技术包括：电加热降粘、掺稀油降粘、热流体循环降粘和化学降粘，以上技术虽然能够有效降粘提高电泵的举升效率，但是这些技术需要优化现场流程并且在举升过程中要持续的消耗能源及物料，且稠油油田普遍产量较低，这就大大增加油井的举升成本。

3 渤海P油田油井流体降粘举升摸索

将稠油从井底举升至井口，是采油专业研究的重点和难点。在南堡35-2油田生产实践中表明，在不采取井筒降黏措施的情况下，无论采用电潜泵或电潜螺杆泵，油井的检泵周期和生产时率都难以得到保证，除了与油藏供液能力不足有关外，海上常用机采方式对于高黏度原油的适应性也是一个关键的影响因素。渤海P油田原油黏度高于南堡35-2油田，为了降低油井的生产作业成本，提高油井生产时率，辅以合理的降黏方式是很有必要的。

3.1 稠油油井流体影响因素

3.1.1 含水率

油井生产在低含水期，乳状液的粘度随含水率的增加而增加，当含水增加到一定值，原油乳化液发生转相，粘度达到最大值，随后随原油含水率的增加，粘度下降，最后趋于平缓，进入高含水后乳状液的粘度变化平缓。各油样的原油初始粘度不同，但粘度—含水率曲线形状相似，如下图1。

图1 油井含水率与粘度关系

3.1.2 油井温度

稠油粘度对温度的敏感性较强，存在近似的指数关系。稠油属粘塑性非牛顿流体，在温度升高到一定值时，稠油可以转变为拟塑性流体，原油粘度大大降低，这个温度就是稠油的拐点温度，低于拐点温度时，原油粘度随着温度的升高降低很快；温度高于拐点温度之后，原油粘度基本不变。

图2 渤海湾某油井稠油粘温关系曲线

3.1.3 压力

地层压力对原油粘度的影响主要是地层饱和压力，饱和压力之下，溶解气越多，稠油粘度越低。

3.2 稠油降粘可行性分析

渤海P 油田地饱压差小，而且为应对低油价的冲击，油田普遍提高生产压差增大产出，很难将油井地层压力维持在饱和压力之上。利用油套环空补水的方式可以使电泵吸入口原油含水率上升，同时，由于该油田注水水温普遍较高（50～60℃），注水和地层原油混合后增大了地层油温，降低了原油粘度。

3.3 油套环空补水降粘优势

3.3.1 海上油田注水水量充足；

3.3.2 海上油田油井环空补水流程无需改造，现拿现用，没有改造成本。

4 渤海P油田油井降粘实施效果

渤海P 油田01H 井是一口稠油井，50℃死油粘度为5 705mPa.s，由于该井原油粘度大、流动性差、井筒输送困难的问题，自2016.06.12 投产以来生产不稳定，流压波动大，无法按要求提高生产。

根据该井电泵运行表现及油管内压力梯度的计算初步判断该井生产不稳定是由于流体粘度大造成。

2016 年8 月2 日决定对该井环空补水，逐渐增加该井生产含水，经过LOWIS 软件模拟计算（见图3）发现该井在含水率40%以下时泵效是下降过程，经分析和取样发现这此阶段该井流体在井下发生乳化，在含水率40%～55%时，泵效系数开始迅速上升，此阶段流体发生反向乳化，大于55%后，泵效曲线略微升高，而想让含水率越高，需要补进环空中的水越多，需要电泵抽出的水越多，耗费功率越大，因此，从能耗和泵效两方面考虑，控制该井含水率为55%～60%是最合适的。

图3 LOWIS软件计算出的泵效和含水率关系曲线

图4 01H井调整过程（蓝色曲线为该井电泵吸入口压力，黄色曲线为泵出口压力）

从图4 可以看出，在调整前该井生产极其不稳定，泵吸入口及出口压力波动大，这都是电泵举升困难的表现，由于举升困难电泵吸入口压力无法降低，这就导致生产压差无法升高，油井不能增产；调整后各曲线平稳，泵效得到改善，泵吸入口压力降低，生产压差得到提高，从表1 可以看出，该井产油得到大幅度提高。

5 结论

海上稠油油井由于油品物性粘度大，举升困难而难以举升至井口，导致油井生产无法顺利进行甚至损坏电泵，造成较大的经济损失，本文着手从稠油影响电潜泵的因素分析，结合电潜泵的特点及海上油田的优势，提出了对稠油油井环空补水的方法，不仅实现了“0”花费，而且大大增加了油井的产出，保证了电泵的稳定运行，为海上其他稠油油井的生产提供了参考。