基于供采平衡状态下油井工作参数设定方法
摘要
关键词
油井设备;工作参数;组合匹配;动态配产
正文
在抽油井生产管理中,以计算多种泵径、冲程、冲次组合下不同下泵深度的产液量、井下效率为基础,对不同泵径、冲程、冲次组合所对应的最大产液量、最大井下效率进行排序,以获得合理产液量和比较高的井下效率为目标,根据指标排序情况确定出合理的抽油井工作参数。这一方法在实际应用中获得了满意的结果,值得推广。
1设计思路的创新
现有的抽油井工作参数设计软件均给出少量的推荐结果,不提供优化过程,用户不方便根据需求挑选参数,人机互动性差。为了解决这一问题,我们研究出以下设计思路:通过计算各种泵径、冲程、冲次组合下不同下泵深度的产液量、井下效率,可以获得每泵径、冲程、冲次组合的产液量和井下效率的最大值以及所对应的下泵深度。对最大产液量和最大井下效率进行排序,结合预期指标、井况,很容易找到有优势的泵径冲程、冲次组合。再观察这些组合对产液量、井下效率对下泵深度的敏感性,能够找出指标相对稳定的参数组合。这一参数组合可以满足用户对产液量和井下效率的预期。对有优势的参数组合,进一步权衡产液量和井下效率,可在产液量、井下效率—下泵深度关系曲线上得到合理的下泵深度。
2设计步骤
第一步:确定泵径、冲程、冲次组合。一般泵径有8种组合(28、32、38、44、51、57、70、85mm),冲程有3个组合、冲次有3个组合。用软件可对所有参数组合进行设计计算,但对于具体的井,有经验的设计者可以事先剔除一部分无意义的参数,以减少设计工作量。第二步:收集软件设计基础数据,掌握设计井出砂蜡水垢情况,采出液腐蚀情况,套管弯曲情况,套管完好情况,以往检泵周期,以往管杆偏磨断脱情况,地面设备负载等,确定抽油机最大载荷利用率、抽油杆使用系数等关键参数第三步:计算每种泵径、冲程、冲次组合下的产液量、井下效率与下泵深度的关系,绘制产液量、效率(泵效)—下泵深度曲线。第四步:以产液量、效率(泵效)—下泵深度曲线为基础,对每种泵径、冲程、冲次组合,列表显示最大产液量、最高井下效率及其对应的下泵深度。第五步:对最大产液量、最高井下效率数据表进行关联排序,获得有优势的泵径、冲程、冲次组合及其对应的下泵深度。第六步:对最大产液量、最高井下效率有优势的泵径、冲程、冲次组合,观察产液量、效率(泵效)—下泵深度曲线的稳定性,找到稳定性强的参数组合。第七步:对最大产液量、最高井下效率有优势且稳定性强的参数组合,平衡产液量和井下效率,以获得较高产液量、较高井下效率为目标,兼顾该井的井况和设备,找到最佳下泵深度。
3设计井例
3.1泵径、冲程、冲次组合
该井抽油机型号为:CYJB3-1.8-9HPF,可选冲程:1.8、1.5、1.2,冲次:9、7、5。因为该井埋藏浅(油层中深413m),选择单级抽油杆。供液较好,预选泵径:32、38、44、57。
3.2基础数据
抽油参数设计所需要的基础数据有:流体物性参数、油藏参数、井身参数等。
表1 T井抽油参数设计主要基础数据表
3.3设计目标和关键参数
设计目标以较高产液量为主,较高效率为辅。该井轻微出砂(有出砂率0.01%的记录),选择最小流压时应避免过度出砂。从0.5MPa开始递增试算,步长取0.1MPa。设定抽油机最大载荷利用率≤70%。该井工作环境良好,2010年更换抽油杆,因此选择抽油杆使用系数0.8。
3.4液量、井下效率计算与排序
使用软件计算不同参数组合下的指标数据。从流压0.5MPa开始试算,共得出5个不同流压时的所有参数组合所对应的指标(产液量、效率),下面是其中的典型组合数据。
3.5确定最佳组合
按照产液量、效率都比较高的原则,综合考虑含水率(该井含水率94%)、载荷利用率、泵效、出砂情况等因素,本次设计结果为:泵径44mm、冲程1.8m、冲次7次/min、抽杆直柱16mm、下泵深度355m。
4 应用分析
4.1不同沉没度条件下对冲次上调的影响
通过选取沉没度不同范围时,冲次上调不同级别的增油效果统计,按照平均单井增油效果来看,冲次上调级别越高,增油效果更好,但是在不同的泵效界限之内,都有调大参数后增油效果最好的点:①沉没度在600~800m,冲次上调2次,调参效果最好;②沉没度在400m~600m或者800m以上,冲次上调4次效果最好。
表2 泵效对调大参数数的影响(水驱)
图1 沉没度不同级别对调大参数数的影响
表3沉没度对调大参数数的影响(水驱)
4.2 不同含水条件下对冲次上调的影响
图2 含水不同级别对调大参数数的影响
通过选取含水不同范围时,冲次上调不同级别的增油效果统计,按照平均单井增油效果来看,冲次上调级别越高,增油效果更好,但是在不同的含水界限之内,都有调大参数后增油效果最好的点:含水在95%以上,冲次上调2次,调参效果最好;含水在90%至95%之间冲次上调3次,调参效果最好;含水在90%以下,冲次上调4次,调参效果最好。
5 应用与效果
2018年2月以来应用本方法设计调参6口井,平均产液量由13.78t/d提高到20.58t/d,
①该方法能够指导抽油井生产参数设计,并取得显著的效果;②软件所需的基础数据尽能用单井个性化数据,慎用油藏平均数据;③建议抽油井工作参数设计软件参考本方法改善其输出界面,增加直接对产液量、井下效率排序设计抽油井工作参数的设计功能,以方便用户使用。
参考文献
[1]考虑产液量变化的水驱油藏产量递减规律研究[J]. 凌浩川,周海燕,孟智强,石洪福,孔超杰.石油钻探技术.2019(01)
[2]整装油田提液井经济合理产液量研究[J]. 孙成龙.当代石油石化. 2019(06)
[3]基于泵功图的油井产液量实时计量新模型[J]. 陈德春,姚亚,张瑞超,徐悦新,李奇,秦延才,杨康敏.科技通报.2017(11)
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