李曉龍

（中國(guó)石油遼河油田公司曙光采油廠， 遼寧 盤(pán)錦 124109）

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水平井分抽采油技術(shù)在曙光油田稠油區(qū)塊的應(yīng)用

李曉龍

（中國(guó)石油遼河油田公司曙光采油廠， 遼寧 盤(pán)錦 124109）

摘 要：在水平井籠統(tǒng)采油過(guò)程中，針對(duì)水平井水平段端部與根部流動(dòng)不均的問(wèn)題，開(kāi)展了水平井分抽采油技術(shù)研究。在水平井水平段腳尖與腳跟不同部位采用相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)入泵壓力系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，可以避免籠統(tǒng)采油中長(zhǎng)距離水平段沿井筒方向阻力形成的壓力差造成水平段端部與根部流動(dòng)不均的問(wèn)題，達(dá)到水平井相對(duì)均勻采油的目的。介紹了水平井分抽采油技術(shù)工藝原理、管柱結(jié)構(gòu)及其在曙光油田應(yīng)用情況。

關(guān) 鍵 詞：曙光油田；水平井；分抽采油

水平井是油田開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)革命性創(chuàng)新技術(shù)，水平井的油藏接觸面積是直井的5～10倍以上［1］，它可以大幅度提高單井產(chǎn)量，實(shí)現(xiàn)油氣田的高效開(kāi)發(fā)。但由于地質(zhì)條件的復(fù)雜，油層發(fā)育不均，尤其是水平井井筒周圍存在非均質(zhì)性等因素影響，造成水平段油藏動(dòng)用不均衡是水平井在開(kāi)發(fā)過(guò)程主要問(wèn)題之一。目前水平井生產(chǎn)過(guò)程中均主要采用籠統(tǒng)采油的方式。

由于水平井井筒兩端存在一定的壓差，原油特別是稠油在長(zhǎng)距離水平段流動(dòng)沿程阻力較大，造成水平段端部與根部流動(dòng)不均，往往導(dǎo)致水平段根部動(dòng)用較好，端部動(dòng)用較差，致使水平井產(chǎn)能得不到充分發(fā)揮。同時(shí)水平井段受邊底水侵影響，若水平段某點(diǎn)突破見(jiàn)水后，由于油水流度比的差異，會(huì)較大抑制其它段位的產(chǎn)油能力，造成水平井段水淹，使水平井高含水問(wèn)題突出，嚴(yán)重制約了水平井的開(kāi)發(fā)效果［2］。

1 水平井分抽采油技術(shù)

1.1 技術(shù)原理

水平井分抽采油技術(shù)是在水平井水平段腳尖與腳跟不同部位采用相對(duì)獨(dú)立的兩個(gè)入泵壓力系統(tǒng)進(jìn)行生產(chǎn)，可以避免籠統(tǒng)采油中長(zhǎng)距離水平段沿井筒方向阻力形成的壓力差造成水平段端部與根部流動(dòng)不均的問(wèn)題［3］，達(dá)到水平井相對(duì)均勻采油的目的。

1.2 管柱結(jié)構(gòu)

圖1 水平井分抽采油技術(shù)管柱結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 The level of wells pumping technique schematic diagram of column structure

如圖1所示：水平井分抽采油技術(shù)管柱主要由阻隔器、篩管、油管、分抽混出泵組成［4］。結(jié)合水平段地質(zhì)資料，采用阻隔器將水平段分成兩段，然后采用分抽混出泵的上、下兩級(jí)泵分別對(duì)水平段的腳跟部位與腳尖部位進(jìn)行抽汲，以避免腳尖與腳跟之間的干擾，從而提高水平段的動(dòng)用程度。

1.3 水平井分抽采油機(jī)理研究

為驗(yàn)證水平井分抽技術(shù)的可行性和必要性，開(kāi)展水平井井筒流體流動(dòng)狀態(tài)研究，明晰水平段流體流動(dòng)特征、沿承壓力損失及流量變化規(guī)律。 依據(jù)曙光油田水平井井筒結(jié)構(gòu)和油藏實(shí)際特點(diǎn)建立3個(gè)模型，分別是水平井流入動(dòng)態(tài)計(jì)算模型、水平井筒壓降計(jì)算模型、井筒與油藏的耦合模型［5］。根據(jù)耦合模型編寫(xiě)了計(jì)算程序，并進(jìn)行了水平段壓降計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為水平段總體沿程阻力達(dá)到0.2～0.3 MPa。水平井井筒流量從腳尖到腳跟呈不斷增加的趨勢(shì)，在靠近腳尖的位置，壓力變化較小，越靠近腳跟，壓力變化越大。采用分采技術(shù)可減少水平段端部壓力損失，產(chǎn)量可以提高15%左右［6］，從理論上證明水平井實(shí)施分采技術(shù)有增產(chǎn)的效果。

1.4 水平井分抽關(guān)鍵技術(shù)

稠油水平井分抽混出抽油泵是水平井分抽采油工藝的核心技術(shù)，在抽油泵的研發(fā)思路上，采用直徑不同的兩臺(tái)泵串聯(lián)的方式，雙泵單作用結(jié)構(gòu)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，上泵筒直徑大于下泵筒，這樣串聯(lián)柱塞可以順利下入相對(duì)應(yīng)的泵筒。泵下端的分流體采用了雙層進(jìn)液通道，并帶有轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，可根據(jù)水平段不同部位的實(shí)際的產(chǎn)能差異，調(diào)整大泵生產(chǎn)水平段根部或端部。在工作過(guò)程中，上沖程時(shí)，兩個(gè)水平段端部與跟部的液體分別經(jīng)不同的流道進(jìn)入各自的泵腔；下行程時(shí)，兩泵腔內(nèi)的液體經(jīng)各自通道進(jìn)入油管混合。上、下泵同時(shí)進(jìn)行吸排液，實(shí)現(xiàn)分段開(kāi)采，在泵上端產(chǎn)出的液混合，最終舉升至地面。

由于分抽混出泵設(shè)計(jì)有兩個(gè)密封段，相比普通抽油泵的柱塞與泵筒單摩擦副結(jié)構(gòu)復(fù)雜，另外水平井泵掛深度處斜度大，稠油、超稠油粘度高，熱采井井底溫度變化大等客觀影響因素多，柱塞與泵筒的間隙設(shè)計(jì)尤為重要。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間理論研究和多次室內(nèi)試驗(yàn)以及結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了合理的間隙配合密封方式，上泵柱塞與泵筒的間隙是0.05～0.08 mm，下泵柱塞與泵筒的間隙是0.08～0.1 mm，滿足了大斜度工況下生產(chǎn)的需要。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析

2.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2013年至2015年，水平井分抽采油技術(shù)在曙光油田稠油區(qū)塊現(xiàn)場(chǎng)累計(jì)試驗(yàn)7井次，工藝成功率100%，可對(duì)比井平均檢泵周期由 191 d 延長(zhǎng)到209 d，單井平均日產(chǎn)液由25 m3提高到30.5 m3，日產(chǎn)油由7.1 t提高到8.1 t，平均泵效提高 8.8%，累計(jì)增油1 152 t，累計(jì)增液8 307.8。有效地解除了水平井水平段動(dòng)用不均的問(wèn)題。

2.2 典型井例分析

杜84-大H10是杜99塊的水平井，開(kāi)發(fā)杜家臺(tái)蓮花層系，射孔井段1 061.44～1 383.61，油層有效厚度298.3 m。從井溫測(cè)試曲線分析，該井水平段腳跟部位動(dòng)用好，腳尖部位動(dòng)用差，下泵時(shí)，采用水平井分抽混出抽油泵進(jìn)行分段開(kāi)采，Φ70/44 mm組合泵下至880 m，阻隔器下至1 200 m，腳尖部位采用大泵生產(chǎn)，以提高腳尖部位的動(dòng)用程度。措施后，井溫測(cè)試曲線平緩，周期產(chǎn)油由上周期的2 039 t提高到本周期的2 265 t，對(duì)比增油226 t，油氣比由措施前的0.49提高到措施后的0.55，水平段動(dòng)用程度明顯改善，生產(chǎn)效果得到顯著提高。

3 結(jié) 論

（1）現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，分抽混出采油技術(shù)可以滿足現(xiàn)場(chǎng)正常生產(chǎn)需求，達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，解決水平井水平段動(dòng)用不均的問(wèn)題。

（2）該泵能合理開(kāi)采油層，控制主力油層產(chǎn)量，發(fā)揮非主力油層的生產(chǎn)潛力，能提高油田產(chǎn)量并延長(zhǎng)油田穩(wěn)產(chǎn)期。

（3）充分利用了現(xiàn)有設(shè)備，不增加和改變地面設(shè)備，具有投資小，見(jiàn)效快，對(duì)油層無(wú)副作用等特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

［1］王鴻勛，張琪.采油工藝原理［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1989：95-109.

［2］羅英俊，萬(wàn)仁溥.采油技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1984：72-79.

［3］佘梅卿，祝道鈞，魯獻(xiàn)春.級(jí)差式分抽混出泵的研制和應(yīng)用［J］.河南石油，1994，8（2）：37-46.

［4］田榮恩. Φ83/56型分抽混出泵及配套管柱［J］.石油機(jī)械，1993，21 （2）：75-79.

［5］周生田，張琪.水平井水平段壓降的一個(gè)分析模型［J］.石油勘探與開(kāi)發(fā)，1997，24（3）：：49-52.

［6］陳家瑯.水力學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1980：44-47.

Application of Horizontal Well Pumping Technology in Heavy Oil Block of Shuguang Oilfield

LI Xiao-long
（Shuguang Oil Production Plant of Liaohe Oilfield Company， Liaoning Panjin 124109，China）

Abstract:In the horizontal well production process， research on the horizontal well extraction technology for the horizontal section of horizontal wells and the root flow was carried out. The technology uses two relatively independent pump pressure systems for production in different parts of the horizontal sections of the toe and heel， can avoid the uneven flow of horizontal segment in long distance horizontal section， to achieve relatively uniform horizontal well production. In this paper， principle of the horizontal well extracting oil technology， the structure of pipe string and its application in the oil field were introduced.

Key words:Shuguang oilfield； Horizontal well； Pumping oil

中圖分類號(hào)：TE 357

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-0460（2016）02-0416-02

收稿日期：2015-10-03

作者簡(jiǎn)介：李曉龍（1988-），男，遼寧本溪人，助理工程師，2011年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院石油工程專業(yè)，研究方向：從事油田采油工藝研究與推廣工作。E-mail：315117983@qq.com。