白璐 尚玉星 孫鵬 羅曉坤 孫起（新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)）

機(jī)采系統(tǒng)是陸梁油田的能耗及運(yùn)營成本大戶，針對陸梁油田抽油機(jī)井沖次快、泵徑小、成本緊的現(xiàn)狀，提出了“降桿速”提效率的優(yōu)化思路。同時油井含水逐年上升，為了緩解產(chǎn)量遞減壓力，需要產(chǎn)出更多的液體，因此優(yōu)選潛力井，進(jìn)行提液增油也是一種有益嘗試。

1 “降桿速”生產(chǎn)技術(shù)原理

抽油機(jī)井的輸入功率由五個部分[1-2]組成即有效功率、地面損失功率、井下黏滯損失功率、井下滑動損失功率和溶解氣膨脹功率。

中石油稀油井系統(tǒng)效率平均值在25%左右，即油井生產(chǎn)過程中大部分能量被損耗。地面系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)效率影響因素見表1，在抽油機(jī)保養(yǎng)正常、調(diào)平衡到位時地面損失功率相對穩(wěn)定[3-5]，井下?lián)p失功率（由黏滯損失功率、滑動損失功率構(gòu)成）是油井損失能量的重要組成部分，如何減少井下?lián)p失功率成為機(jī)采系統(tǒng)提效的主要方向。

1.1 井下?lián)p失功率

1）黏滯損失功率。

式中：Pr為黏滯損失功率，kW；S為光桿沖程，m；n為沖次，次/min；m為管徑桿徑比，無量綱；μi為在li段油管中的液體的平均黏度，mPa·s；li第i段油管長度，m。

2）滑動損失功率。

式中：Pk為滑動損失功率，kW；fk為桿與管的摩擦系數(shù)，無量綱；qr為單位長度桿柱重量，kN；lhp為抽油桿在斜井段的水平投影長度，m；S為光桿沖程，m；n為沖次，次/min。

陸梁油田油井以直井為主，且泵掛通常在造斜點(diǎn)以上，由公式（1）、（2）得出，降低黏滯損失功率是陸梁油田機(jī)采系統(tǒng)提效的有效途徑。

在清防蠟工作正常（即管徑桿徑比、液體粘度相對穩(wěn)定）時，降低抽油桿桿速（沖程×沖次），便可有效降低井下?lián)p失功率、提高機(jī)采系統(tǒng)效率。

表1 地面系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)效率影響因素

1.2 泵效影響因子

式中：ηλ為桿、管彈性伸縮對泵效的影響；S為光桿沖程，m；Sp為柱塞沖程，m；λ為沖程損失，m。

由式（3）知，在沖程損失一定時沖程越大泵效越高，因此應(yīng)優(yōu)先通過降低沖次降低桿速，即在設(shè)計中將沖次降到下限后，仍不能達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)時，再考慮下調(diào)沖程。

對陸梁油田242 口抽油機(jī)井實(shí)施了降桿速優(yōu)化改造，效果統(tǒng)計見表2，在產(chǎn)液量不降的情況下，平均桿速由18.4 m/min 降到13.0 m/min；系統(tǒng)效率由21.94%升為31.21%，上升了9.27 個百分點(diǎn)；噸液單耗由7.38 kWh/t 下降為5.54 kWh/t，節(jié)能率24.93%；平均單井節(jié)約桿管73.6 m，累計節(jié)約桿管18 465 m。

一方面降低桿速可以提效降耗，節(jié)約桿管、檢泵等運(yùn)營成本；另一方面油田含水逐年上升，產(chǎn)量自然遞減，為了更好地緩解產(chǎn)量壓力，可以在提效降耗的基礎(chǔ)上，嘗試大泵提液增油措施[5-8]。

2 大泵提液實(shí)施步驟

隨著油藏整體進(jìn)入高含水開發(fā)階段，陸梁油田利用提液措施增產(chǎn)，前期主要采用電潛泵提液取得較好效果。隨著脫節(jié)器、高極數(shù)電動機(jī)等配套工具設(shè)備成熟，采用大泵徑管式泵，按照“低桿速”生產(chǎn)制度，既能滿足目前油藏提液需求，也能提高系統(tǒng)效率，優(yōu)勢更明顯。

2.1 目標(biāo)井選擇

選擇提液目標(biāo)井時，應(yīng)遵循油井選擇與油層供液能力相匹配的原則，即選擇當(dāng)前產(chǎn)液量較高、校正沉沒度較大的油井。

1）產(chǎn)液量較高。產(chǎn)液量較高的油井是指不低于同區(qū)塊平均產(chǎn)液量的油井，油井產(chǎn)液高是油層物性良好的體現(xiàn)。

2）校正沉沒度較大。校正沉沒度即將套壓歸零后的沉沒度。作業(yè)區(qū)套壓大于3 MPa的油井約占6%，套壓也是地層能量的體現(xiàn)。

2.2 提液潛力研判

選擇目標(biāo)井后需要對提液潛力進(jìn)行確認(rèn)，確定目標(biāo)液量及潛在液面位置。即通過IPR曲線（產(chǎn)液量與井底流壓關(guān)系曲線）判斷油井產(chǎn)液能力，隨著井底流壓降低，油井產(chǎn)量隨生產(chǎn)壓差（地層壓力-井底流壓）的增大而增大[9-12]。

以4001、2112 井為例，IPR 曲線見圖1 和圖2，根據(jù)油層中深、產(chǎn)液、含水、動液面等生產(chǎn)參數(shù)繪制IPR曲線，在曲線上合理取點(diǎn)即選擇合理生產(chǎn)壓差預(yù)測油井產(chǎn)量。預(yù)測4001產(chǎn)液量35 t/d時動液面為750 m，實(shí)際產(chǎn)液量34.6 t/d、動液面737 m；2112 井產(chǎn)量61 t/d 時動液面為330 m，實(shí)際產(chǎn)液量60.8 t/d，動液面339 m。

圖1 4001井IPR曲線

圖2 2112井IPR曲線

2.3 現(xiàn)場實(shí)施

利用機(jī)采系統(tǒng)設(shè)計軟件優(yōu)化井下桿管泵組合，在抽油桿柱保證應(yīng)力系數(shù)、懸點(diǎn)載荷滿足負(fù)載率的前提下，選取大直徑抽油泵實(shí)施提液。對陸梁油田38 口抽油機(jī)井實(shí)施了大泵提液措施效果統(tǒng)計見表3，平均泵徑由40.3 mm 增大至65.9 mm；平均單井產(chǎn)液量由25.9 t/d升為67.5 t/d。

表2 陸梁油田降桿速實(shí)施井效果統(tǒng)計

表3 陸梁油田大泵提液實(shí)施井效果統(tǒng)計

1）提液增產(chǎn)。對38 口井歷時6 個月試驗，增液1 354.6 t/d，增油85.4 t/d，累計增加液量253 218 t，累計增加油量17 355 t。按原油價格2 200 元/t計算，創(chuàng)產(chǎn)值約3 818 余萬元；除去修井費(fèi)、材料費(fèi)741萬余元，投入產(chǎn)出比為1∶5。

2）提效降耗。提液井系統(tǒng)效率由19.46%升為39.34%，上升了19.88 個百分點(diǎn)；噸液單耗由4.62 kWh/t 下降到2.86 kWh/t，節(jié)能率37.95%；平均單井節(jié)約桿管138 m，累計節(jié)約桿管5 106 m，按桿管價格110元/m計算，節(jié)約桿管投入56萬余元。

3 結(jié)論

實(shí)踐表明，對大部分抽油機(jī)井進(jìn)行降桿速設(shè)計，對少部分具有提液潛力的井實(shí)施大泵提液，形成的“降桿速、保產(chǎn)量”大泵提效技術(shù)，在陸梁油田具有非常好的適應(yīng)性：

1）通過公式（1）、（2）得出降低桿速減少井下黏滯損失功率，是陸梁油田抽油機(jī)井提效降耗的主要方向。

2）對抽油系統(tǒng)降桿速，不僅可以提效降耗，因沖次的大幅下降還可以節(jié)約桿管、檢泵等運(yùn)營成本。

3）在含水上升、產(chǎn)量遞減的開發(fā)趨勢下，篩選潛力井進(jìn)行提液，不僅有助于緩解產(chǎn)量壓力，還可以大幅提高系統(tǒng)效率。