油井管理水平量化评价方法研究

油井管理水平量化评价方法研究

1.大庆油田第三采油厂第三油矿302队;2.大庆油田第三采油厂第四油矿404队;

3.大庆油田第三采油厂第四油矿401队

摘要:提升油井管理水平对于油田高产稳产意义重大,本文通过分析油井管理影响因素,如工作制度、生产参数、结蜡、出砂、偏磨、结垢等,对各影响因素进行校正,建立油井管理水平量化评价指标,能够直观评价油井管理效果,对提高油井管理具有实际意义。

关键词:油井管理;评价方法;量化指标

前言

能源是现代社会快速发展的主要动力。随着我国国民经济的快速发展,对石油资源的需求日益旺盛,油气资源的国内供应量缺口较大,石油进口量不断上升,不利于我国石油安全供给及石油战略储备,在此情况下,加大石油勘探开发力度、提高国内油田生产效率意义重大,加强油井管理工作是提高单井油气采收率的重要途径[1-2],为了量化评价油井管理水平,本文通过分析油井管理影响因素,建立油井管理水平量化评价指标,能够直观评价油井管理效果,对提高油井生产效率具有重要意义。

1油井管理水平量化评价指标选择

油井的管理主要有主观和客观两个方面。客观因素主要指代油井的天然状况,如油井的地理位置、油井的周边情况等。主观因素则决定了油井管理水平的高低。为了保证油井管理的质量,应定期对油井进行检查评价,油井的检查评价指标很多,大体上可以分为量化指标和非量化指标两种[3-4]。量化指标主要指代:油井检泵周期、利用率、生产时率、抽油机平衡度、日常管理等。然而我们很容易因为把油井进行横向对比,这种对比经常会忽略一些客观因素对油井质量的影响,最后的评级结果也不能做到科学准确。

油井的检测周期是指两次检测间所隔的时间。平均检测周期则是一段时间内检测周期的平均值。检测周期对油井最后的质量评价有这一定的影响,一般说来,检测周期越短,最后的结果越准确。

2管理水平量化指标的确立

由于油井的管理收到很多自然因素非自然因素影响,为了保证最后结果的准确性,

我们首先提出三个假设条件,并在这三个假设基础上进行进一步探讨。不同油井会采用不同的抽油设备,我们假设这些抽油设备对油井的管理不产生任何影响。不同油井由于管杆水平不同,这一点会影响到最后的评价指标。因此假定管杆优化水平的不同不会响到整个油井的管理水平。

为了确保结果的准确性,应该采用控制变量法,即保证除基本变量以外的其他因素大体相同。这一点主要体现在油井日常清洗、维护、检修等方面,应该尽可能保证这些因素的相同。

3油井机采系统效率影响因素分析

3.1工作制度

这一点主要指代油井正常工作时每天的工作时间,具体来说可以分为间抽和连抽两种。间抽指油井不进行连续工作,连抽则是油井工作时间较长,中间的时间间隔很短或者没有。

3.2生产参数不合理

生产参数中油井产量、泵挂深度、悬点载荷差以及冲程和冲次是影响油井井下效率的主要因数,而它们本身也是各种因素影响的综合指标,相互之间存在相关性。对一具体的油井而言,在地面设备和油井产能是一定的条件下,不同的冲程、冲次、泵径、下泵深度、抽油杆柱组合对井下效率有较大影响。当产量、泵径、泵挂确定时,冲次与井下效率的关系是随冲次的增加,举升效率降低[5]。因此,长冲程有利于提高举升效率。当泵径、冲程、冲次确定,泵挂深度变化时,油井产液量随下泵深度的增加,有先上升后降低的规律,泵深过大,不但对提高产量无益,反而会增加悬点载荷,从而增大电机负荷,降低地面效率,在现场生产中当动液面确定时,沉没度的选择直接决定泵挂深度,因此,合理选择沉没度对油井系统效率的提高十分重要;假设产量不变时,随下泵深度的增加,负载增加,油井举升效率稍有降低。

3.3偏磨

在制约抽油机井系统效率的各个因素中,杆、管偏磨已经成为一项不容忽视的问题,在偏磨井治理方面也做了大量工作,目前对于偏磨井的治理方法,概括起来主要有以下几方面:(1)合理调整生产参数,尽量选用长冲程、低冲次的抽油机生产参数,以改善抽油杆柱的受力状况,减轻管杆偏磨,同时也提高了泵效,达到“双赢”效果;(2)在抽油杆和油管上分别安装旋转装置(旋转井口和光杆旋转器),使得杆管偏磨为均匀的圆周磨损,延长了杆管的有效使用时间,相对延长了免修期;(3)使用各种防偏磨杆及防偏磨接箍,减少抽油杆与管壁的摩擦;(4)在地层能量允许的情况下尽可能上提泵挂,避开偏磨点或造斜点,从而达到治理偏磨的目的。

3.4结垢

结构现象主要在油井中,而且需要有水的作用才会产生。由于水中含有多种矿物质离子,这些离子在压力下降温度降低的情况下会与油井中的一些其他元素进行反应,因而产生水垢,这些水垢如果不进行及时的清理,很容易进入油机中堵塞泵的进液通道,造成固定阀失效、活塞卡泵筒、加剧偏磨等危害,是制约油井正常生产的瓶颈问题。

3.5出砂

在油藏开发中后期,油井出砂加剧,造成井下抽油设备砂磨严重,使得抽油杆与油管间的摩阻增大。其次,在部分直井和斜井中,存在杆管偏磨的现象,摩擦阻力增大,使抽油机负荷增加、功耗上升。

3.6结蜡

石油中大都不同程度地含有蜡,当温度降低到蜡的初始结晶温度时,溶解在石油中的蜡就会凝析出来,粘附在油管、抽油杆、深井泵等井下设备上,这种现象就称为油井结蜡。油井结蜡是影响油井生产的一个重要因素。由于油井结蜡可增大光杆负荷,引起凡尔失灵或卡死凡尔,卡死活塞,堵死油管。因此,研究油井结蜡对示功图的影响,从而了解泵工作的情况,对于维护油井正常生产是很有实际意义的。由于结蜡部位不同,影响的严重程度是不同的。常见的结蜡部位有凡尔结蜡、油管和油杆结蜡、固定凡尔结蜡卡死等。

4油井管理水平量化指标计算方法

4.1标准井建立

标准油井的建立为了保证最后结果的准确科学,减少其他因素的影响,有必要建立一口标准油井,并在这口标准油井的基础上进行进一步的实验验证,现规定标准油井的指标如下。

工作制度:24小时

生产参数:1700m*38m(泵径)*3m(冲程)*4r/min

同时,规定标准油井无偏磨、不结垢、不出砂、不结蜡。

4.2影响因素量化

(1)工作制度校正

工作制度校正系数为:K工=t/24

式中t为实际生产时间,单位小时。

(2)生产参数校正

K生=L/1700*D/38*S/3*N/4

式中:L为实际泵深,m;D为实际泵径,mm;S为实际冲程,m;N为实际冲次,r/min。

(3)偏磨校正。不偏磨油井检泵周期明显比偏磨井长,根据大量数据统计分析,正常检泵井周期是偏磨井的2.3倍左右,因此,不偏磨井K磨取1,偏磨井K磨取1/2.3。

(4)结垢校正。结垢井检泵周期明显缩短,经统计分析,不结垢井检泵周期约为结垢井的1.5倍,因此,不结垢井K垢取1,结垢井K垢取1/1.5。

(5)结蜡校正系数。同理,结蜡井检泵周期明显缩短,为此,取不结蜡井K蜡值为1,结蜡井K蜡为1/1.25。

(6)出砂校正系数。同理,不出砂井K砂取1,出砂井K砂取值1/1.4。

4.3油井管理水平量化指标计算公式

(1)修正后的检泵周期T修

T修=K工*K生*K磨*K垢*K砂*K蜡*T

式中,T为原检泵周期,单位:天。

(2)管理水平指标计算P

将修正后的检泵周期用一年(365天)为评价周期则:

P=[T修/365]

4结束语

本次理论分析旨在通过控制一些无关变量不变,进而确定对油井管理影响最大的因素来获得一个数学方程式帮助评价油井的管理,理论的推导假设符合实际情况,且满足概率统计中的要求,因此可行性较大,可以用来对一些油井进行管理水平的评价。评价时应针对具体情况对于公式的参数进行适当修正。另外,用数学表达式对油井管理水平进行评价的方法简单直观,一目了然,有着很大的发展前景,值得进一步的分析和讨论。

参考文献

[1]朱益飞.机采系统效率分析及对策[J].节能与环保,2003(12):23-24.

[2]林辉.加强油井工况管理提高油井技术管理水平[J].中国石油和化工标准与质量,2012(16).

[3]卢建平,刘文业.抽油机井合理沉没度与泵效关系探讨[J].河南石油,2002,16(2):43-44.

[4]赵子刚,陈会军.抽油杆管偏磨机理与防治[J].大庆石油地质与开发,2000,19(3):32-34.

[5]高倩,刘婷婷.油井管理水平量化评价方法初探[J].中国石油和化工标准与质量.2012(14):123.

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