抽油机系统合理动态控制图研究

抽油机系统合理动态控制图研究

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袁　月

(黑龙江省科学院大庆分院榆树林油田,黑龙江大庆　163000)

摘　要:从影响抽油机井泵效的因素出发,推导出动态控制图数学模型、边界条件,结合各区块原油物性及地质条件,细化了各区域边界,分别绘制出各类区块的抽油机井动态控制图。对泵效实行分区管理,以便采取针对性措施治理控制图中不合理井。

关键词:抽油机;泵效;各类区块;控制图

中图分类号:T E933 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)10—0003—02 以往在计算和管理抽油机井泵效时,全油田统一用一个动态控制图模板,其边界条件已不能有效反映抽油机井的实际工作状态。为更加科学合理地利用动态控制图,结合油田各个区块原油物性及地质条件,2011年重新分区块对抽油机井建立动态控制图边界,对泵效进行分区管理。根据计算发现二类区块、三类区块、稠油区块和注气区块四个区块数值差别较大,从而绘制出四种动态控制图,以便对问题井重点分析研究,及时采取相应措施提高泵效。1　泵效的计算

影响泵效的因素有冲程损失、泵充满程度、漏失量以及余隙体积等。即

G 泵效=G 冲程损失G 充满程度G 漏失量G

余隙体积(1)G 冲程损失=1-DQ L 2Es 〔1D +1d

〕×10-1

(2)

将油田原油溶解系数R =2.0m 3/(m 3MPa )和气液比C =Q K (1-f w )代入上式有:

G 充满程度=

P 沉

(1-0.1R)P 沉+0.1Q K(1-f w )

(3)

G 泵漏失=(1-G 间隙漏)(1-G

凡尔漏)油田所采用的抽油泵大多为U 32的二级泵,下泵深度取1700m 计算,得出G 间隙漏=0.012,G 凡尔漏=0.05。

1.4　余隙体积对泵效的影响

G 余隙体积=1-(1-f w )(K-K g )B g h/s (4)将(2)、(3)、(4)式代入(1)式,得油田泵效理论表达式:

G 泵效

=

[1-DQ L 2

E s

〔

1D

+

1d

〕×10

-1

]　

[

P 沉

(1-0.1R)P 沉+0.1Q K(1-f w )

]　[1-(1-f w )(K -K g )B g h/s]G 间隙漏

G

凡尔漏(5)

油井泵吸入口压力即沉没压力表达式:

P 沉=P 套+h 沉×[1×f w +(1-f w )×0.8581]×0.0098

(6)

[参考文献][1]　张振华等.裂缝性碳酸盐岩油气藏保护方法[J].钻井液与完井液,1999,(5).[2]　顾军等.裂缝性储层保护技术与钻井完井液[J ].油田化学,2007,(1).[3]　李克向.保护油气层钻井完井技术[M ].北京:石油工业出版社,1993.[4]　蒋海军,鄢捷年.裂缝性储集层应力敏感性试

验研究[J].特种油气藏,2000.

[5]　崔迎春,等.裂缝性油气储层保护技术研究[J].石油钻采工艺,2003,(12).

[6]　虞海法,等.水平井无固相甲酸盐保护储层钻井完井液技术[J ].钻井液与完井液,2008,

(5).

Technology of Dr illing Fluids f or For mation Protectionof fr actured reservoir

T ANG Qing-ming 1,LIAN G Da-chuan 1,YAN G Li 2,WEI Feng -juan

1

(1.Southwest Petr oleum U niversity,Xindu in Sichuan;

2.T he Engineering Technology Institute of Southwest Petroleum Branch,Deyang in Sichuan)

Abstr act :Theoretical analysis and field application suggest that the invasion of liquid and solid of dr illing fluids into fractures are the main factors for damage to fractur ed reservoir .T he mechanism of for-mation damage for fractured reservoir and various drilling fluids used for formation protection are system-atically introduced in this ar ticle .

K y F ;F ;D f 3

　2012年第10期 内蒙古石油化工

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收稿日期作者简介袁月(—),女,汉族,黑龙江绥化人,本科,主要从事采油工程机采管理工作。

e wor ds:ractured reservoir ormation pretection r illing luids

:2012-04-10

:1984

符号说明:

G

泵效—抽油机井泵效,%;P 沉—沉没压力,MPa ;L —下泵深度,m;K —气油比,m 3

/t;A —气体溶解系数;Z —气体压缩系数;T —泵吸入口温度,K;fw —含水率,%;d —抽油杆直径,mm;D —油管直径,mm;s —冲程,m;h 折—平均折算动液面深度,m;

h 沉—平均折算沉没度,m;Q —混合液密度,kg/m 3

;P 油—油压,MPa ;P 套—套压,MPa ;E —弹性模数,

N /m 2

。Kg =A P 沉,Bg =0.000386ZT /P 沉。

对于抽油机井讲,当取定L 、R 、K 和fw 等参数,上式(5)就是一个G 泵效=f(P 沉)函数,这一关系就

是抽油机动态控制图制作的理论模型。

图1　抽油机井动态控制图

2　区域界线的确定

2.1　区域界线确定方法

理论泵效上限:取下泵深度,含水等参数最大值,采用公式(5)计算出的沉没压力——泵效曲线即为理论泵效上限曲线,如a 线。

设计允许的沉没压力上限:只考虑重力和油压的影响,一般可根据P=h 折P 沉/h 沉+P 油估算,根据上式计算出的沉没压力值即可在控制图中作出b 线。

设计允许的沉没压力下限:根据示功图和动液面资料,以统计的方式在控制图中找出存在供液不足和严重气影响的区域,初步确定一个供液能力界限的沉没压力值,如c 线。

合理区泵效下限:根据示功图和动液面资料,以统计的方式在控制图中找出存在供液不足和严重气影响的区域,初步确定一个合理泵效值,如d 线。

断脱漏失线:根据功图和动液面资料,统计分析位于高沉没压力区中所有抽油机井,初步确定正常井与不正常井泵效界限。根据油田正常井的平均泵效,结合统计分析即可确定出f 线的泵效值。2.2　敏感因素分析

含水率对理论泵效曲线的影响很大,含水越高,则泵中析出的溶解气越少,泵效越高;原油粘度越高,漏失越小,所对应的泵效就越高。3　各类区块动态控制图

根据本文方法,可初步确定全厂动态控制图的边界条件大致为:泵效上限25%、泵效下限10%、沉没压力上限12MPa 、沉没压力下限3.5MPa ,是根据全厂平均泵效水平确定的。但由于油田各类区块储层物性及原油物性参数不同,上述条件不能满足各区块的需要,需要根据实际情况对边界条件进行修正,最终确定出各类区块边界条件。

二类区块边界条件:泵效上限24%、泵效下限7.5%、沉没压力上限11.8MPa 、沉没压力下限6.0MPa ;

三类区块边界条件:泵效上限22%、泵效下限7.0%、沉没压力上限12.0MPa 、沉没压力下限4.0MPa;

稠油区块边界条件:泵效上限20%、泵效下限6.5%、沉没压力上限12.3MPa 、沉没压力下限3.0MPa;

注气区块边界条件:泵效上限34%、泵效下限12.0%、沉没压力上限12.5MPa 、沉没压力下限2.0MPa;

针对控制图中各类区块问题井,对偏小区井通过换皮带轮、拆减速器、换电机、换大泵等调大参措施,对偏大区井通过换小泵、调变频等调小参措施、对断脱漏失区井进行碰泵、严重漏失井检泵等处理后,合理率由原来的60.1%提高到62.3%,偏大率由10.5%下降到5.9%,偏小率由6.1%下降到3.9%。4　结论

抽油机井动态控制图能够反映泵效的分布情况,更好地指导机采形势分析。为各个区块采取相应措施提高泵效提供了理论依据,同时,也可作为作业区抽油机井供采平衡考核的依据。

抽油机井动态控制图的边界条件的确定需要统计大量的功图、液面、泵效等相关的测试资料。本文列出的各个区块的抽油机井动态控制图是依据5-9月份的测试资料制定的,具有一定局限性。

分析表明新边界条件目前符合实际情况,但由于初步更改,边界条件可能不够合理,还需要在以后实际应用中不断改进,使该程序更加科学,争取实现各采油队都有与之地层条件相适应的动态控制图,使抽油机井动态控制图能准确的反映出实际生产状况。

[参考文献]

[1]　中国石油天然气总公司.机械采油井系统效

率测试及计算方法.石油工业出版社(北京),1994.

[2]　王鸿勋,等.采油工艺原理.北京:石油工业出

版社,[3]　殷良,等抽油机井系统效率控制图研究与应

用[],大庆石油地质与开发,,()3～4

内蒙古石油化工 2012年第10期　

1989.

.J 1999184:840.