油井合理生产参数优化技术及应用

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

靳世磊

中石化胜利油田东胜公司金角采油管理区

摘要

油气开采生产过程中常常会出现问题,不仅会影响油井的生产效率和效益,严重时甚至导致生产事故的发生。因而油井生产管理就显得尤为重要。油井进行生产管理,就要针对生产过程的实际状况,合理优化油井生产参数,采取必要手段,灵活应对油井生产过程中结蜡堵塞、窜压等现象,及时采取工艺措施和地质措施,提高油井泵效或者采油量,进而提高生产效益。


关键词

油井生产;参数优化;管理模式;动态控制图;生产效率

正文

在实际生产中,在满足产量要求的前提下,抽油机井应尽可能采取“长冲程短冲次”的生产参数,保持合理的生产压差,减少因供液不足产生的冲击载荷,使杆柱发生弯曲,导致抽油杆的弹性疲劳,以及抽油杆与油管内壁的摩擦,造成管漏或抽油杆断脱,缩短抽油杆的使用寿命,减少油井的检泵周期。动载荷与冲程成正比、与冲次的平方成正比,由于冲次增加之后,动载荷将按平方的规律增加。这会引起杆柱和地面设备的强烈震动,容易造成抽油杆损坏。

一、强化油井生产管理措施的灵活性

1.灵活应对油井生产中出现的问题。

生产管理模式并非一成不变,特别是石油开采,其生产工程复杂且专业化程度高,油井生产管理的各种参数随时都会有所变化,会出现这样那样的问题,而这些问题的出现,有时是单独的,有时却是伴有多种问题同时出现,因此,在生产管理过程中必须根据不同问题采取套压控制、憋泵、碰泵、洗泵、油管试压、洗管线、调整冲次、调整清蜡周期、调整泵深等解决问题的手段,灵活应对。

例如,A井泵深2000米,采取电加热杆清蜡(后由于杆漏停止电加热设备),正常生产时冲次3次,沉没度100米,套压0.5M pa,日产油4t,生产一段时间后发生泵漏、不出,安排洗泵、碰泵等措施后,泵漏未改善,井口仍不出;由于某种原因无法及时安排检泵,为此技术人员根据该井泵深、液面,杆偏磨情况、功图及井口设备生产状况,决定套压不变,将冲次提高至4.5次(惯性载荷略微产生),结果发现该井仍不出,最后决定冲次维持4.5次,将套压控制2.5M pa (接近供液不足状态),该井出油,日产油1.5t。总结该井管理经验,该油井未盲目管理按照一般管理方式,一味调高冲次或者关井方式处理,而是通过分析灵活采取必要措施,维持该井生产,提高了效益。再比如:某些进地罐井,套压控制一直是个难题。为了连续回收套管气、改变供液状态,提高动液面,某站长采取创新方式,根据现场实际情况,灵活的将套管气接到自耗气管线上或者油井进站管线上,节约改造成本的同时,回收天然气,提高产油量。

2.根据单井不同采取灵活管理措施。

每口单井都相对有差异,地上地下情况不尽相同,一口油井采取什么办法才能取得产量与效益最大化的统一,进而保障每口单井都处于最佳的运行状态,这就需要地面管理措施、工艺措施、地质措施紧密结合,采取灵活的单井生产管理措施。灵活,不仅仅是技术、工艺等生产管理措施的灵活,也包括单井措施的有针对性和灵活性。比如不同的井才用不同的冲次及套压控制等等。

二、强化油井生产管理措施的及时性

1.油井日常生产管理措施要及时。

油井生产管理措施的及时性要求日常管理要及时。例如,油井在生产过程中会结蜡堵

塞,为了强化清蜡管理,每次作业后就需要及时做油井蜡的熔点实验,建立相关油井结蜡档案,总结经验调整清蜡方式或周期。

2.故障处理要及时。

当油井出现故障时,生产管理人员对故障的处置要果断而迅速,措施妥当而及时。例如,生产过程中,发现抽油机、电机异常震动或者驴头开焊等问题时,要及时解决,防止问题扩大,导致油井长时间停产。

3.维护措施要及时。

比如,对于由于管柱、泵工作不正常造成单井产能未充分发挥的不正常井,其管理是采油厂开发管理中的一项重要工作,是油田产能发挥的有力保障。对于不正常井应本着当天发现、当天诊断、当天处理的原则,需要技术与管理的有机结合,采取维护性措施预防不正常井的出现,强化不正常井管理,突出高效开发管理理念,提高不正常井处理成功率。

三、强化油井生产管理措施的动态性

油井生产是动态的,因而生产管理措施也必然是动态的,那么合理优化油井生产参数,根据变化采取必要手段提高油井泵效或者采油量成为必然。

1.合理优化油井生产参数。

合理优化油井生产参数是油井动态变化的必然要求。随着油井开发生产的不断深入和油井生产状况的变化,低产低效井比例呈逐年上升趋势,年抽油机井泵况动态控制图中的参数偏大区的井数越来越多。居高不下的参数偏大区井数成为制约泵况指标提高的主要原因。地面参数过大,会使生产压差增大,导致井底压力较低而使泵效降低,从而严重影响原油产量。要改变这一生产现状,在注水状况短期内无法得到改善的情况下,采取调小参数可以降低生产能耗和设备损耗以及调整开发状况,调小参数是缓解供排矛盾、优化机采运行的有效途径。抽油机井调小参数后产量和含水都会相应的发生变化,当调参后经一定生产时间内,由于生产参数的突然变化,将会导致井下生产状况同样会发生比较大的变化,当生产持续一段时间以后,井底压力变化逐渐趋于平稳,特别是高含水层的压力恢复到一定值时,使油井的井底压力不再回升,注入水在地层中的流动速度降低,含水趋于稳定。

2.根据动态变化采取必要管理措施。

油井生产是动态的,为此生产管理过程中要掌握这些动态变化资料、变化规律,从而方

能采取必要管理措施。例如,油井防砂是生产管理的重要内容,油井防砂过程中首先就要掌握油井测井资料、岩芯资料、测试资料等变化资料,通过对这些资料的科学分析,找到油田临界流速、极限生产压差、累积出砂量的出砂规律,为高含水油田防砂工艺优化提供可靠的动态资料,最大程度提高油井采出程度,提高油井的防砂免修期,降低油田的防砂作业成本。

四、砂岩油藏优化方法的应用

基本思路是:1把油藏作为个整体加以研究,对同一油藏的不同生产井在同一含水阶段进行比较;2针对单井实际控制储量的差别,利用单井含水上升进行井间比较。数据采集的过程,是研究成败的重要环节。数据来源为沙二段所有油井的井史资料以及现开72口井29个月的综合月度数据。                         

研究油藏是一个具有统一的油水界面的中、低孔(平均孔隙度23.1%),中低渗(平均渗透率124.2×10-3um2)的砂岩油藏。投入开发以来,综合含水上升较快。针对不同层厚、不同隔层条件,采取不同射孔方式和射孔厚度。生产实际表明,射孔制度科学合理。在满足采油速度的前提下,优化生产压差,有效控制综合含水上升。

1、单井含水率阶段的划分

理论上油井含水率的上升规律是中间快、两头慢,其理论曲线应呈“A”型。但是,由于受到储层非均质性等诸多因素的影响,油藏的单井含水率上升都明显出现2个峰值,趋势线呈“M”型。第一个峰值出现在综合含水率30%~40%,第二个峰值出现在60%~70%左右。       

2、形成“M”型的原因

由于油藏的地质条件是极其复杂的,水趋特征也受诸多因素的影响,影响水趋特征的地质因素包括地层非均质性(层间非均质性、层内非均质性)、生产过程中形成的压降漏斗以及边底水条件。从微观驱油机理上讲,上述曲线中呈“M”型的两个峰值反映了水驱突破的两个主要阶段。第一个峰值反映的是水驱前沿首先在局部突破后,突破面积的扩大过程对这时在该区的前沿由稳定带变为非稳定带,水驱油排替变为拖拽,而临近的区域内仍存在稳定带;第二个峰值实际上是由一系列小的波峰组成,反映的是水驱前沿在中低渗区的突破过程,峰值过后,中高渗区全部进入非稳定状态,油井也相应进入中高含水期。由于第一次突破对最终水驱波及体积影响较大,因此在此阶段须控制生产压差,以防止过早形成窜流;而后阶段则须建立适当的生产压差,以促使更多的中低渗透率层储量的动用,扩大水驱波及体积。

3、不同含水率阶段生产压差的优化

 (1) 含水率0-30%  此阶段含水上升率与生产压差成幂乘关系,关系式为:

图片12.png                        (1)

该式表明,油藏单井含水上升率随生产压差的幂级数增加,生产压差越小越有利于控制含水上升率。此阶段是控制综合含水上升的最重要时期,产量应尽可能控制在临界产量之下。(2)含水率30-60%  此阶段油井含水上升率与生产压差无明显相关性。其趋势线表明,过大和过小的生产压差都不利于控制综合含水的上升。考虑到产能的需要,压差在4Mpa左右为最佳。(3)含水率60%以上  此阶段单井含水上升率与生产压差相关式为

图片13.png         (2)

生产压差过小或过大都不利于控制含水上升率。此阶段应在一定范围内(4Mpa-8Mpa)适当放大压差。

图片14.png 

1  生产压差合含水上升率的关系

五、现场应用

生产数据显示合理生产压差的现场应用取得了良好的效果,实施后绝大部分油井出现了产量上升、含水率下降的良好开发态势,应用效果最为明显。此方法的应用能大幅度改善油藏水驱效果,扩大水驱波及体积。预计通过该研究成果的应用,将使区块采收率提高3%以上,稳产期延长2-3年,由于生产压差的调整只须通过简单的调参或检泵就能完成,因此具有低投入、高产出的特点。

四、结束语

油井生产管理因单井的地上地下情况不尽相同,可能出现的问题或者故障也不尽相同,故此,在生产管理过程中就需要灵活、及时、动态的采取相应的管理措施,针对不同油井的不同问题,利用地面管理措施、工艺措施、地质措施的有效结合,组合应用,提高油井泵效或者采油量,进而达到提高生产效益的目的。

参考文献

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