奈曼油田分层系举升工艺设计优化

摘 要：采油举升工艺是提高油井生产时率、降本增效的关键，针对奈曼油田九上段和九下段储层的不同特点，进行分层系举升工艺优化研究，优化举升工艺参数，配套应用加重杆防断脱工艺，有效延长检泵周期。同时，为开拓节约挖潜新思路，在奈曼油田首次引进双向平衡游梁式双驴头双井抽油机，实现“一机带两井”，为奈曼油田节约挖潜、降本增效提供新的方向。

关键词：举升工艺;分层系优化;工艺参数

1 奈曼油田区块特征

奈曼油田是开鲁盆地西南侧的一个次级负向构造单元，目的层为中生界白垩系下统九佛堂组，分为九上段和九下段，为低孔、低-特低渗储层。其储层非均质严重，渗透极差大，平面和层间矛盾突出，采油速度慢、采出程度低。因此，为提高开发效果，提高油井采收率，针对九上段、九下段油藏的不同特性，有必要进行分层系采油配套工艺技术研究。本文主要通过对九上段和九下段分层系采油举升工艺的优化设计，提升奈曼油田开发效果。

2 九上、九下段举升工艺设计

以奈曼区块分层系开发为原則，对九佛堂组九上段和九下段举升工艺进行分别设计。为适应油井稳产期间供液能力较差的现状，下泵深度均在油层顶界附近;结合奈曼油田实际，确定人工举升方式为抽油机有杆泵举升。

2.1 九上段举升工艺设计

九上段设计原则：一是兼顾压裂措施后初期日产液25m3和稳产期日产液5-8m3的配产需求;二是考虑提高机采井系统效率和稠油举升的特点，推荐采用慢冲次、大泵径的抽汲参数;三是九上段油井下泵深度为1300-1700m。在以上原则的基础上，通过排量的计算，九上段抽汲参数冲程设计为3m，冲次设计为2-5min-1，泵径设计为Ф38mm、Ф44mm抽油泵;根据油管尺寸与抽油泵泵径的匹配关系，采用N80级Φ73mm平式油管;根据下泵深度、抽汲参数优化结果及现场应用情况，九上段抽油杆采用Φ22mm+Φ19mm的二级杆柱组合为最优;通过计算，九上段悬点最大载荷为74.67KN，若抽油机额定载荷为100KN，则其载荷利用率为74.67%，因抽油机负载利用率以小于80%为原则，所以设计九上段举升应用10型游梁式抽油机为宜。

2.2 九下段举升工艺设计

九下段设计原则：一是兼顾压裂措施后初期日产液25m3和稳产期日产液5-8m3的配产需求;二是考虑提高机采井系统效率和稠油举升的特点，推荐采用慢冲次、长冲程的抽汲参数;三是九下段油井下泵深度为1700-2200m。在以上原则的基础上，通过排量的计算，九下段抽汲参数冲程设计为4m，冲次设计为2-4min-1，泵径设计为Ф38mm抽油泵;根据油管尺寸与抽油泵泵径的匹配关系，九下段油管同样采用N80级Φ73mm平式油管;根据下泵深度、抽汲参数优化结果及现场应用情况，九下段抽油杆采用Φ25mm+Φ22mm+Φ19mm的三级杆柱组合为最优;通过计算，九下段悬点最大载荷为84.71KN，若抽油机额定载荷为100KN，则其载荷利用率为84.71%，若抽油机额定载荷为120KN，则其载荷利用率为70.59%，因抽油机负载利用率以小于80%为原则，所以设计九下段举升应用12型游梁式抽油机为宜。

3 加重杆设计

随着油井生产时间的不断增加，抽油杆特别是下部工作条件恶化，断脱次数明显增加。其主要原因是下部抽油杆在工作过程中承受了交变载荷的作用，即上冲程时承受拉力，而下冲程时承受压力，在这种交变循环载荷作用下承受的允许应力大大降低，以往的抽油杆柱组合设计中只考虑了组合杆的顶部断面满足强度条件，而忽略了抽油杆柱下部的强度校核[1-2]。

因此，针对奈曼油田由于抽油杆断脱造成检泵比例较高的情况，优选九上段油井进行加重杆优化试验，将其抽油杆配比由Φ22mm∶Φ19mm=4∶6调整为Φ22mm∶Φ19mm∶Φ22mm=2∶6∶2。目前已实施2口井，至今未发生断脱，有效延长检泵周期（下表）。

4 节能双驴头抽油机设计

为了达到节约投资、降本增效的目的，对奈曼油田8号平台4口投产新井（奈1-56-34、奈1-56-32、奈1-52-29、奈1-54-31井）开展SCYJ10-4.2-53HB型双向平衡游梁式双驴头双井抽油机试验。双驴头抽油机是将一台前置式抽油机同一台普通抽油机有机结合，把一台抽油机下冲程时的无用功变成另一台抽油机的有用功，实现“一机带两井”，有效节能;同时，结合奈曼油田总承包新井平台部署情况，双驴头抽油机可有效节约一次性投资费用、年维护费用及电用费用，切实做到降本增效。

5 小结

针对不同层系，分层进行举升工艺设计与举升工艺参数优化，能有效提高奈曼油田分层系开发效果;结合奈曼油井实际，配套加重杆设计优化能有效减少抽油杆断脱、延长油井检泵周期;同时通过节能双驴头抽油机的实验应用，能有效提高采油举升时效，实现降本增效。

参考文献：

[1]陶延令.采油技术问答汇编[M].石油工业出版社，1998.

[2]宋明涛.加重杆选择和多级抽油杆组合设计方法[J].石油矿场机械，1985（04）.

作者简介：毛雪，女，工程师，目前主要从事采油工艺技术研究、新工艺新技术的论证与应用。