抽油机井合理调整参数经济界限的研究

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　　摘要：对比了今年调整参数井的措施前后生产数据，并按照调参原因、调参类别进行分类分析，找出了调整参数对油井产量和含水的影响的变化规律，并应用经济评价理论对降低t油成本和影响产量等因素进行定量评价，提出了调整参数的技术经济界限，为抽油机的技术管理提供了可行的依据，提高抽油机井的开采效益。
　　关键词：调整参数井影响产量 流压 技术经济界限
　　中图分类号： TE933 文献标识码：A 文章编号：
　　Abstract: compared the parameters of the measures this year well before and after the production data, and according to the parameters tuning parameters tuning reasons, the category classification, find out the adjustment parameters on the oil well production and the influence of water cut the change law of economic evaluation theory and applied to reduce the cost of oil and affect yield t factors such as the quantitative evaluation, some adjustment of technical and economic parameters limits, for the technical management of pumping unit provide a feasible basis, improve the mining efficiency well pumping unit.
　　Keywords: adjust the parameters affect the yield well flow pressure technology economic boundaries
　　
　　
　　抽油机井调整参数后产量和含水都会相应的发生变化。为了贯彻“高水平、高效益、可持续发展”的油田开发方针，强化效益意识，使降参影响的油量最小，调整参数井也应该进行经济效益评价，通过对比调参井的措施前后生产数据，并按照调参原因、调参类别进行分类分析，找出了调整参数对油井产量和含水的影响的变化规律，应用经济评价理论提出了调整参数的技术经济界限，并对机采井调整参数工作提出了建议。
　　1调整参数井分析
　　1.1按调参原因分析
　　2002年1-9月调整参数的72口井，按其调参原因主要可分为三种日降液降油关系：
　　（1）检换泵后调整参数 。由于采取了检换泵后，为了协调供排关系，降低偏磨进行参数调整的有7口井，平均单井日增液15.43t，日增油0.78t，供排关系趋于合理，效果较好。
　　（2）供液不足井调小参数 。对于供液不足的井，为了改善供排关系，达到供采协调的目的，对沉没度小于150m并且泵效小于40%的30口井调小了参数。平均单井日降液7.1t，日降油1.1t。这部分井产液量变化不大，由于产液量下降产油量有所下降，沉没度由原来的平均75m上升到目前的338m，平均泵效提高了8.7个百分点，流压由1.9Mp提高到3.6 Mp供排关系得到改善。
　　（3）地面设备原因调小参数。由于参数双大或大泵一大一中井，机型老化减小负荷等原因而调小参数的共有7口井，平均单井日降液15t，日降油3t，从理论上讲，这些井调前抽汲参数已比较合理，不宜再调小参数，所以这部分井调小参数后产液量、产油量下降相对较大，效果较差。
　　统计分析调前含水由84.1%与调后含水82.4%下降值和日降油量关系，按其调前含水的不同，含水上升值呈现有规律的变化，就是含水越高的井其含水变化值越小。比如，调参前含水小于50%的井，含水上升5.22个百分点，平均单井日降油2.65t，随着调前含水的逐渐升高，含水上升值逐渐升高，影响油量逐渐减少，当含水上升到90%以上时，调参后含水下降了1.15个百分点。即参数调小后油井含水随原来数值逐渐增大而上升趋势逐渐减小，从而单井日增油逐渐增大，由负值逐渐转为正值。这样可以得出这样一个结论，含水高的特别是含水大于90%的井调小参数产量会上升，而含水低的井调小参数产量会降低。其中，调前含水大于90%的17口井中，调后产油量上升的12口井，产油量稳定的3口井，产油量下降1t的1口井，下降超过1t的1口井。这也说明调前含水大于90%的井大部分是产油量趋于稳定的。
　　1.2按调参类别分析
　　按照调参类别分为调冲程、调冲次。由于调冲程对理论排量影响相对较小,对油井的产液量影响不大。调冲次的井由于理论排量下降的较多，因此降液量和降油量都比调冲程井大。调冲次井中，冲次由最大冲次调到最小冲次的井降液量和降油量较大；由最大冲次调到中等冲次的井次之；由中等冲次调到最小冲次的井最少。
　　2调小参数理论
　　（1）调小参数对产量的影响 。根据达西定律中井底结构为双重不完善井平面径向流的流量公式：调小参数后，井底压力回升，全井的生产压差越来越小，必然导致产量下降。理论排量下降越大，产量下降的越多。
　　（2）调小参数对含水的影响。假设油井调小参数后，产量下降△QL。那么油井调小参数后，井底压力恢复过程，可以用油井继续以调前产量Q生产，以及从调参的时刻起，同井位有一口虚拟的注入井以注入量△QL注入液体代替。则井底压力恢复值理论上可表示为：
　　
　　 △QLμ2.25ηt
　　△p=―――ln――――
　　4πKhR2J
　　其中：η-地层导压系数；t-调参后生产时间；△P=PJ(t)-PO；PO ，PJ(t)-油井调参前、后井底压力。
　　调参前后井底压力恢复曲线，见图1：
　　
　　PJ(t
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　P0 talnt
　　图1调参前后井底压力恢复曲线
　　
　　由图1可知，在ta之前，随着调小参数后生产时间的延长，井底压力上升，全井的生产压差越来越小。这样，薄差低含水油层的压力可能与全井的井底压力相近，因而出油少甚至不出油，而高压层虽然产量有所降低，但所受影响不大，从而导致全井含水上升。 当调参后的生产时间超过ta时，调参油井的井底压力恢复波，尤其是高含水层的压力恢复波传到连通水井，这时，油井井底压力不再回升，水驱动力场趋于稳定，注入水在地层中的渗流速度降低，含水趋于稳定。根据1-9月调小参数的61口井实际情况统计，ta大约为两个月 。
　　（3）合理生产流压的界定。在实际生产中发现流压下降到一定程度后，如果继续放大生产压差，有井产量不会随之增加而会下降的趋势。分析出现这种现象的原因是流压下降到一定程度后，原油脱气严重，影响生产能力。此时的流压应定为临界流压，认为是油井生产的合理流压。

　　根据三相流流入动态曲线方程推导出最小流压与原始地层压力
　　1
　　Pwfmin=-----------------------
　　［√n2P2b+n(1―n)PbPr―nPb］
　　
　　Pwfmin―最小流动压力，Mpa；Pb―饱和压力；Pr―地层压力
　　
　　
　　0.1033αΤ(1―fw)
　　n=―――――――――
　　 293.15Bb
　　其中：α―原油溶解系数；Τ―油层温度；Bb―原油体积系数；fw―原油含水率。
　　通过这个流压界限，为简化公式的应用，尽可能避免式中的参数不确定问题出现，还可以应用由其演化来的经验公式
　　Pwfmin= ―Pb（0.101［√19.846Pr/Pb―23.040+0.36］
　　来确定合理流压。
　　根据每一开发区块都由不同的地层压力和饱和压力分别根据它们各值计算，得出基础井网的合理流动压力为4.15Mpa；一调井网合理流动压力为4.38Mpa；二调井网合理流动压力为3.88Mpa。
　　抽油机的参数调整后，必然会导致井底的流动压力变化，泵效变化，为保证抽油机的抽汲参数的经济效益，变化的流压应尽量保持在合理流压之上。根据泵效和沉没压力的关系式：
　　
　　P
　　η＝B――――――――――――1）
　　0.585p+0.086K（1―fw）
　　
　　DρL21 1
　　B=［1－ ―――(―― + ――)×10-1×0.9897×(1-0.1935/s)］
　　ES Dd
　　η―泵效；P―沉没压力；fw―含水；K―地面油气；D 、d―抽油泵直径、杆直径；L―杆长；S―冲程；E―弹性模量
　　确定当抽油机流入动态发生变化时有
　　p1B2/η2―0.585
　　―――＝――――――――
　　p2B1/η1―0.585
　　泵效系数B是一个冲程、泵径、杆组合相关的变量，而井下管柱设计主要是泵径决定，B值也可以认为是冲程、泵径的函数，可以确定B在不同冲程、泵径下的大小。
　　通过我们的参数调整，我矿调参井的井底流压由调前的平均2.3 Mpa上升到目前的4.4 Mpa趋于合理。
　　3调整参数井技术经济界限的确定
　　（1）经济评价模型的建立。调整参数后随着产液量的降低，t液处理等费用也随之降低，从而可以降低生产成本。
　　NPVC=(FY+FW+S )-PC*Q
　　式中：NPVC-措施效益（元）；FY-t液处理费（元/t）(1.69) ；FW-少注水节约注水费用（元/t）(2.19) ；S-日少耗电量（度）；PC-原油价格 （1000元）； Q-措施后日降油量 （t）。
　　（2）技术经济界限的确定。根据经济效益评价理论，盈亏平衡点既技术经济界限为NPVC=0时的技术参数。按照这一理论，评价某厂调整参数井结果见表1。
　　表1某厂调整参数经济效益评价表
　　
　　
　　当调前含水在85%―90%时，经济效益基本为0，此为调参的临界点，因此调前含水在>90%时，经济效益为正值，也就是技术经济界限。
　　4 结 论
　　（1）调小参数后，井底压力回升，全井的生产压差越来越小，必然导致产量下降，理论排量下降越大，产量下降的越多。针对供液不足、沉没度和泵效都较低的井，通过调小参数来改善供排关系，达到供采协调是合理的，调后沉没度上升较多，泵效得到了提高，供排关系得到改善，产液量变化不大，但由于调前含水相对较低，含水上升较快而使产油量下降。
　　（2）参数双大或大泵一大一中井为减小负荷而调小的井产液量、产油量下降相对较大，应尽量不要对这类井调小参。
　　（3）调冲次的井由于理论排量下降的较多，因此降液量和降油量都比调冲程井大。冲次由最大冲次调到最小冲次的井降液量和降油量最大、由最大冲次到中等冲次的井次之、由中等冲次到最小冲次的井最少。
　　（4）参数调小后油井含水随原来数值逐渐增大而上升趋势逐渐减小，从而单井日增油逐渐增大，由负值逐渐转为正值。含水高的特别是含水大于90%的井调小参数产量会上升，而含水低的井调小参数产量会降低。因此，对于含水较低的井调小参数要慎重合理，只要不是为了调整其供排关系，应尽量不安排调参。就某厂某矿调小参数的合理经济界限是90%。
　　参考文献：
　　[1] 于宝新.油田开发专业技术知识[M].石油工业出版社，2004：13-40.
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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