大泵提效技术探索

2021-03-20白璐尚玉星孙鹏罗晓坤孙起新疆油田公司陆梁油田作业区

石油石化节能 2021年3期

白璐尚玉星孙鹏罗晓坤孙起（新疆油田公司陆梁油田作业区）

机采系统是陆梁油田的能耗及运营成本大户，针对陆梁油田抽油机井冲次快、泵径小、成本紧的现状，提出了“降杆速”提效率的优化思路。同时油井含水逐年上升，为了缓解产量递减压力，需要产出更多的液体，因此优选潜力井，进行提液增油也是一种有益尝试。

1 “降杆速”生产技术原理

抽油机井的输入功率由五个部分[1-2]组成即有效功率、地面损失功率、井下黏滞损失功率、井下滑动损失功率和溶解气膨胀功率。

中石油稀油井系统效率平均值在25%左右，即油井生产过程中大部分能量被损耗。地面系统各节点效率影响因素见表1，在抽油机保养正常、调平衡到位时地面损失功率相对稳定[3-5]，井下损失功率（由黏滞损失功率、滑动损失功率构成）是油井损失能量的重要组成部分，如何减少井下损失功率成为机采系统提效的主要方向。

1.1 井下损失功率

1）黏滞损失功率。

式中：Pr为黏滞损失功率，kW；S为光杆冲程，m；n为冲次，次/min；m为管径杆径比，无量纲；μi为在li段油管中的液体的平均黏度，mPa·s；li第i段油管长度，m。

2）滑动损失功率。

式中：Pk为滑动损失功率，kW；fk为杆与管的摩擦系数，无量纲；qr为单位长度杆柱重量，kN；lhp为抽油杆在斜井段的水平投影长度，m；S为光杆冲程，m；n为冲次，次/min。

陆梁油田油井以直井为主，且泵挂通常在造斜点以上，由公式（1）、（2）得出，降低黏滞损失功率是陆梁油田机采系统提效的有效途径。

在清防蜡工作正常（即管径杆径比、液体粘度相对稳定）时，降低抽油杆杆速（冲程×冲次），便可有效降低井下损失功率、提高机采系统效率。

表1 地面系统各节点效率影响因素

1.2 泵效影响因子

式中：ηλ为杆、管弹性伸缩对泵效的影响；S为光杆冲程，m；Sp为柱塞冲程，m；λ为冲程损失，m。

由式（3）知，在冲程损失一定时冲程越大泵效越高，因此应优先通过降低冲次降低杆速，即在设计中将冲次降到下限后，仍不能达到优化目标时，再考虑下调冲程。

对陆梁油田242 口抽油机井实施了降杆速优化改造，效果统计见表2，在产液量不降的情况下，平均杆速由18.4 m/min 降到13.0 m/min；系统效率由21.94%升为31.21%，上升了9.27 个百分点；吨液单耗由7.38 kWh/t 下降为5.54 kWh/t，节能率24.93%；平均单井节约杆管73.6 m，累计节约杆管18 465 m。

一方面降低杆速可以提效降耗，节约杆管、检泵等运营成本；另一方面油田含水逐年上升，产量自然递减，为了更好地缓解产量压力，可以在提效降耗的基础上，尝试大泵提液增油措施[5-8]。

2 大泵提液实施步骤

随着油藏整体进入高含水开发阶段，陆梁油田利用提液措施增产，前期主要采用电潜泵提液取得较好效果。随着脱节器、高极数电动机等配套工具设备成熟，采用大泵径管式泵，按照“低杆速”生产制度，既能满足目前油藏提液需求，也能提高系统效率，优势更明显。

2.1 目标井选择

选择提液目标井时，应遵循油井选择与油层供液能力相匹配的原则，即选择当前产液量较高、校正沉没度较大的油井。

1）产液量较高。产液量较高的油井是指不低于同区块平均产液量的油井，油井产液高是油层物性良好的体现。

2）校正沉没度较大。校正沉没度即将套压归零后的沉没度。作业区套压大于3 MPa的油井约占6%，套压也是地层能量的体现。

2.2 提液潜力研判

选择目标井后需要对提液潜力进行确认，确定目标液量及潜在液面位置。即通过IPR曲线（产液量与井底流压关系曲线）判断油井产液能力，随着井底流压降低，油井产量随生产压差（地层压力-井底流压）的增大而增大[9-12]。

以4001、2112 井为例，IPR 曲线见图1 和图2，根据油层中深、产液、含水、动液面等生产参数绘制IPR曲线，在曲线上合理取点即选择合理生产压差预测油井产量。预测4001产液量35 t/d时动液面为750 m，实际产液量34.6 t/d、动液面737 m；2112 井产量61 t/d 时动液面为330 m，实际产液量60.8 t/d，动液面339 m。