机采现场工作组工作计划

勘探开发技术研究中心采油气工艺室2017年02月陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院勘探所二零一零年八月延长深层油源对比及富集规律研究——中期进展贴近现场服务生产不断提升采油工程技术管理水平前言延长油田一直走低成本战略，但由于单井产能，导致吨油成本偏高，目前国际市场石油价格处于历史低谷期，石油企业面临新的挑战，降本增效工作摆在石油企业的首要日程上来。面临新的形势，研究中心采油气室积极探索低成本和见效快的机采节能技术，优选工作基础好的2个采油厂作为机采节能示范区开展工作，通过典型示范的作用，不断推动延长油田机械采油工作的进步。主要工作内容第一部分、机杆泵选型方法及建议第二部分、参数优化方法及建议第三部分、油井间抽制度确定方法第四部分、功况诊断及不正常井治理技术重点工作第一部分：机杆泵选型方法及建议精度等级精度1—5级1级泵精度最高，5级泵精度最低。整筒管式泵型号泵的直径（mm）柱塞长度系列m加长短节长度m连接油管外径mm柱塞冲程长度范围m公称直径基本直径3231.80.660.3,73.00.6-6.03838.160.3,73.00.6-6.04444.50.360.3,73.00.6-6.045.25757.20.9730.6-6.07069.988.90.6-6.083830.6101.61.2-6.095951.2114.31.2-6.0整筒泵泵筒与金属柱塞配合间隙间隙代号12345范围mm0.025-0.0880.050-0.1130.075-0.1380.100-0.1630.125-0.188泵径（32mm—95mm）1、抽油泵两个关键参数：泵径和精度等级1）延长油田抽油泵使用现状：主要应用管式泵，泵径以44mm为主，少量38mm，极少数32mm，抽油泵精度目前不掌握详细数据，据经验看应大于3级泵标准。抽油泵漏失量对比试验：使用1级泵，现场油井冲次可降到1.4次/分不影响产量，而现场使用的抽油泵当冲次低于3.6次/分油井产量受到影响。在用泵和1级泵降低最小冲次实验序号井号产液量（t/d）泵径(mm)冲次(min)泵效(%)产液量（t/d）泵径(mm)冲次(min)泵效(%)化化化化平均在用泵1级泵135-30.56443.14.310.56441.210.15272-91.15443.67.611.15441.714.71372-110.78443.74.940.78441.313.05472-31.03443.37.521.03441.416.000.88445.780.884413.67-1-13.61.4第一部分：机杆泵选型方法及建议2）泵径的选择选择原则：要求合理泵径（泵径过大会增加载荷，过小会影响后期冲次的设计）建议：产液量2方以下的油井使用32mm泵；产液量在2-5方之间的油井使用38mm抽油泵；产液量在5方以上的油井使用44mm抽油泵。第一部分：机杆泵选型方法及建议3）泵精度的选择泵精度选择的计算与油井冲程、冲次、柱塞长度、原油粘度和泵挂有关。由于延长油田原油粘度低和泵挂普遍在2000米以下，抽油泵均适合采用1级泵标准。建议西部油田泵挂深，液柱载荷大，可选用1级泵；东部油田泵挂浅，液柱载荷小，可考虑实验2级泵，进而降低设备成本。第一部分：机杆泵选型方法及建议2、抽油杆抽油杆有C、D、K三个等级。C级杆用于轻、中负荷的油井；D级杆用于中、重负荷的油井；K级杆用于有腐蚀性的油井。抽油杆级数匹配需要建立在抽油杆力学分析的基础上完成的，抽油杆力学分析是个比较繁琐的计算过程，因此暂不介绍（研究中心可以帮助解决）。第一部分：机杆泵选型方法及建议3、抽油机抽油机选型主要参照两个主要参数：载荷利用率：指抽油机实际悬点最大载荷与抽油机铭牌最大载荷的比值。扭矩利用率：抽油机曲柄轴实际扭矩与抽油机铭牌额定扭矩的比值。根据《采油工程手册》推荐，一般抽油机载荷利用率和扭矩利用率在40%-80%之间为合理，实际操作时要求载荷利用率尽量接近70%-90%之间。最大选悬点载荷可通过计算获得，也可以通过测试示功图获得，但扭矩只能通过计算获得。第一部分：机杆泵选型方法及建议4、电机电机在油井优化设计中是最后一环，也是最重要一环节，电机装机功率降低是油井能否实现节能降耗的关键。对于油田抽油机来说，大多使用的是三相异步电动机，它具有结构简单，制造、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。延长油田电机现状：装机功率偏大，功率利用率低；电机转数过高，导致油井冲次偏大（主要问题）。第一部分：机杆泵选型方法及建议1）电机装额定功率的确定当电机功率利用率低于20%时电机运行效率较低，因此20%是电机功率利用率经济底线。现场经常按照电机功率利用率大于35%这一标准进行选型（如油井日耗电75度，应选择9千瓦电机）。第一部分：机杆泵选型方法及建议2）电机极对数的选择电机转速与电机运行频率和电机极对数有关，使用变频器降低电机运行频率投入成本较高，现场往往再去提高电机极对数的方法来降低电机转速。电机级数4级6级8级10级额定转速（r/min）1440970740590电机级数4级6级8级10级额定转速（r/min）1440970740590目前延长油田普遍选用的4级电机（1440转/分），油井冲次普遍在7次/分左右，因此建议选用8级电机（740转/分），油井冲次可降到3.5次/分左右。第一部分：机杆泵选型方法及建议第二部分：参数优化方法及建议1、计算合理流压合理流压计算方法常用的有三种，分别是满足油井最大生产要求法、与饱和压力关系界限法和最高经济效益法，但计算过程繁琐，不利于基层掌握。根据经验建议：延长组（不含长2）合理流压控制在饱和压力的80%以上，主要目的是控制少脱气，避免原油中重质成分污染油层；延安组和长2油藏，可试验将油井动液面控制在油层中深200米以上，保证流压在2MPa左右，后期根据含水上升情况进行随机调整，主要目的是控制边底水上升速度。第二部分：参数优化方法及建议2、泵挂优化油井泵挂的理论计算公式也比较麻烦，在这里也给个经验方法。由于油井合理流压已经确定了，因此油井泵挂的设计主要考虑沉没度就可以了。为了保证抽油泵供液能力充足建议：延长组（除长2）油藏保证沉没度50m（即泵挂设计在动液面50米以下）；延安组和长2油藏由于油层供液充足，沉没度100m；含水上升速度快的油井沉没度可大于200m。出砂严重的油井，在各种防砂措施无效的情况下可考虑上提泵挂。第二部分：参数优化方法及建议3、泵径优化（抽油泵选择方法已介绍）4、冲程优化采油工手册上要求油井参数优化要遵循“长冲程、慢冲次、合理泵径”，因此冲程要求尽量满冲程运行，可降低油井冲程损失，提高系统效率。建议：六型抽油机以下的油井尽量满冲程运行；八型抽油机以上的油井，在油井供液能力及其不足的情况下可适当降低冲程，但不要低于2.5米。第二部分：参数优化方法及建议5、冲次优化在满足油井配产要求的前提下，冲次应尽可能小。目前延长油田设备状况还不具备大规模降低冲次的条件，主要是受到了抽油泵漏失量大、油管老化和作业质量等问题影响，调小冲次会出现影响产量等问题。建议：使用44mm的常规抽油泵的油井暂不降低冲次；使用38mm和32mm的抽油泵的低产油井可将冲次降到3.5次左右。第二部分：参数优化方法及建议优化参数时，泵径、冲程、冲数三者互相配合、互相制约，根据不同井的情况，采取不同组合方式，问题井更要区别对待。因此，油井参数优化无法给出具体模板，主要结合上述讲过的方法,结合“长冲程、慢冲次、合理泵径”的原则，把油井动液面控制在合理流压控制界限内，油井泵效要求不低于20%。第三部分：间抽制度确定方法间抽规模大：2016间抽井达到42526口，占油井开井数50%以上。间抽制度预测方法以人为经验法、曲线分析法为主。间抽制度实现以人工手动控制、时间继电器自动控制为主。开井时间2h3h4h5h6h7h8h9h10h12h16h18h24h其他合计采一3852022283765630836160752285采二243981647440510302372852158采三2512943834615953小计2524912458568247839411133836123788955396百分比%0.50.416.98.510.54.615.57.624.86.70.40.11.61.8七里村采油厂间抽制度统计间抽现状第三部分：间抽制度确定方法存在问题对油井间抽认识不到位间抽制度实施方法不够科学油井间抽的好处是什么？节电、延长设备使用寿命、瞬时解堵等。间抽井相应维护措施不到位什么油井不适合间抽？底水油藏、出砂、结蜡结垢严重井等。间抽周期必须为24小时？根据油井实际情况灵活制定。间抽制度预测缺乏理论依据、实践经验的支撑，随机性强。间抽制度实现控制缺乏精确性，太笼统。结蜡、结垢、腐蚀、出砂、偏磨等，需要正常维护。间抽需要重视什么问题？是产量，而不是节电量。第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法建模方法的选择建模方法优缺点分析延长油田适应性积分法根据液面上升、下降曲线，以油井产量、泵效最优为目标，进行积分计算得到间抽制度。该方法模型物理意义明确，计算参数易于采集，计算结果较精确。好灰色理论油井液面高度变化符合指数规律，依据新陈代谢的思想，得到液面与时间的函数。但对于延长油田产量小于1m3/d油井，误差较大，预测出的开井、关井时间不够准确。差曲线拟合法根据液面升、降曲线，建立线性回归模型求解模型得到间抽制度。对于延长油田地层高压物性参数采集较困难，且误差较大，因此该方法所计算出的开、关井时间误差较大，有其局限性。差eXaXaaYnn...110第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法积分法模型的建立关井后液面上升曲线图开井后液面下降曲线图gPhLfthdDq)(422tSnAttqhdDtprp)()(4)(22dttqdttqdttSnArTTpTp)()()(600100dttqHdDdttSnArTpTp)()(4)(600220开开）约束5，受式（)(束液面高度与时间曲线约1，受图)(.TT3024:max开关单关开月HgThfTstqQf第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法油井产能数据的获取1）压力测试：电子压力计D63-8井压力测试数据第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法油井产能数据的获取2）液面检测D63-8井液面测试数据第三部分：间抽制度确定方法1、间抽制度优化方法间抽周期的求解——求解软件主界面子界面第三部分：间抽制度确定方法2、间抽制度的实现人工控制（电网集中控制油井开关、产液量接近且波动小的区块）原理：根据间抽制度，人为操作开关，实现油井启停。优点：操作简单、无需额外投入。缺点：油井间抽制度统一，增大了误差，劳动强度大。应用：大部分采油厂主要控制方式前景：逐渐被取代第三部分：间抽制度确定方法2、间抽制度的实现自动控制：时间开关（单井或丛式井井场）原理：根据间抽制度，在控制器上设置抽油机启停时间，自动控制抽油机启停。优点：操作简单、自动化程度高，额外投入低。缺点：灵活性差，重新设置时间劳动强度大。应用：部分油井采取此控制方式。前景：将成为间抽控制主要方式。第三部分：间抽制度确定方法2、间抽制度的实现智能控制（单井）原理：根据液面、压力恢复曲线、电参数等，智能控制器通过自学习功能，实现工作制度及间抽制度自动调整。优点：智能化、自动化程度高，便于远程控制。缺点：额外投入较大。应用：部分项目试验井采取此控制方式。前景：数字化油田建设的重要组成部分。第三部分：间抽制度确定方法3、间抽制度的试验间抽制度优化试验1）在七里村采油厂试验109口井，产量基本不变，在原间抽制度基础上每天少开井3小时，节电率12%；2）在吴起采油厂试验100口井，产量基本不变，