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螺杆泵在水平预探井试油中的应用

2015-03-25刘攀峰

承德石油高等专科学校学报 2015年6期
关键词:探井流压产液

刘攀峰

(大港油田 石油工程研究院,天津 300280)

螺杆泵于1930 年发明后主要用于工业领域泵送粘稠液体,近20 年才作为一种人工举升采油手段用于开采稠油和含砂原油。由于其能有效降低采油成本,提高采油效益,诸如抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而在开发井应用越来越广泛。仅大庆油田使用螺杆泵采油的就已突破6 000 口井[1-2]。近年来,螺杆泵逐步开始在探井试油中使用,其优缺点已逐步凸显。

1 螺杆泵在试油中的适应性

对探井,由于配套不是很完善,对井下流体性质及储层产能情况都不是十分清楚,在增产措施后返排,产液量波动较大,稳定期短,因此对试油工艺的适应性有一定要求。螺杆泵自身的特点在试油井的适应性见表1。

表1 螺杆泵适应性[3-6]

2 现场应用

1)葡平3、齐平5、齐平3 井基本情况

葡平3、齐平5、齐平3 井均是水平井,均采用了大型压裂进行增产措施改造,累计注入压裂液及压裂砂在10 000 m3左右,压后放喷结束后采用螺杆泵排液。

表2 葡平3 井基础数据

表3 葡平3、齐平5、齐平3 井用螺杆泵技术参数

2)葡平3、齐平5、齐平3 井用螺杆泵技术参数

此型号的螺杆泵通过调整转速来调整工作制度,调参方便,工作稳定,排量适应区间大。

3)葡平3、齐平5、齐平3 井螺杆泵施工管柱示意图

从施工管柱示意图1 可以看出,螺杆泵排液工艺油套环空是连通的,因此螺杆泵排液可以在排液的过程中进行测试,实时监测动液面。

4)葡平3、齐平5、齐平3 井现场应用分析

葡平3 井数据曲线(见图2)可以看出,随着螺杆泵排液时间的推移,储层产液量逐步递减,趋于稳定时,日产液量45 m3/d。随着产液量的递减,螺杆泵转速也随之下降,其沉没度和井底流压也不断下降,当转速降至65 r/min 时,井底流压及沉没度呈现略微上升趋势。此时螺杆泵的排量略低于地层供液能力,泵工作运转稳定。

在此工作制度调整变化过程中,获得泵下最低流压值为7.35 MPa。在此流压值下,求取了地层最大产能。若要求取更低流压条件下地层的产能,则需提高螺杆泵转速,增大泵的排量。从螺杆泵的沉没度和转速变化可以看出,在前期转速未调整时泵的沉没度下降很快,如果保持高转速不变,则动液面很快就会降到泵筒以下,螺杆泵沉没度将变为0,泵处于干抽状态,这样会出现烧泵。为了满足螺杆泵的沉没度要求,只能不断降低转速,直至一合适转速(葡平3 井约为70 r/min)沉没度才趋稳定,满足螺杆泵沉没度的最低要求,因此难以求得更低流压条件下的产能。

此时螺杆泵的排量与储层供液量达到平衡,这对开发井是合理配产,但对大型压裂后返排的探井,难以真实反应地层的供液能力,也影响残液返排速度,从而影响产能数据的获取。

从齐平3 井的数据曲线(见图3)也可发现现类似的规律,齐平3 井由于螺杆泵故障,中间停泵2次,故其曲线波动比较明显。

葡平3 井和齐平3 井返排前期产液量比较大,后期衰减较快。齐平5 井的产液特点与这两口井区别很大。从图4 曲线可以看出,齐平5 井储层供液能力很强;在螺杆泵以120 r/min 的转速运转时,其日产液已过100 m3,而螺杆泵的泵效大于100%,逐步提高螺杆泵转速,其产液量随之上升,直到转速达200 r/min,日产液达150 m3,螺杆泵的泵效略低于100%。其沉没度和井底流压呈现出的规律与局限性,与葡平3 井和齐平3 井类似。

试油井需要了解储层的产能情况,因此需要求取储层在不同工作制度下的产量。螺杆泵排液,通过调整转速,实现不同的工作制度,获得相应的产量及井底流压数据,参数调整均十分灵活,不影响生产,能实现连续返排。由于受其最大下深和最大井斜度的限制,难以求得较低井底流压下储层产能。

3 结论

1)螺杆泵由于其投资少,结构简单,调参灵活,排量适应区间大,在产能高或低的探井均具有一定的适应性,能够实现连续返排,可以实时监测动液面情况,在水平井探井试油中应用效果明显。

2)在斜井或水平井,螺杆泵受下泵深度和井斜度的影响,其检泵周期有所缩短;对较低流压条件下的产能求取受到限制,比如以上三口井的最低流压值只能求得到7 MPa 左右,再往下的产能求取难以实现。

3)由于螺杆泵存在沉没度的最低要求,对水平段比较长的水平井,可能出现动液面深度无法满足下泵深度处泵的沉没度值,从而无法真实反应储层的产能情况。

4)综合分析来看,在需要求取较低流压值条件下产能的水平井或大斜度井,建议谨慎使用螺杆泵试油。

[1] 黄有泉,何艳,曹刚.大庆油田螺杆泵采油技术新进展[J].石油机械,2003.31(11):65-69.

[2] 刘彬.螺杆泵试油投产一体化试验[D].成都:西南石油大学硕士论文,2012.

[3] 张连山.国外螺杆泵采油系统的现状与发展[J].国外石油机械,1997,8(1):27-33.

[4] 高圣平.井下单螺杆泵发展综述[J].国外石油机械,1999,7(1):1-7.

[5] 大任.杆式泵和螺杆泵的新技术[J].国外石油机械,2000,8(9):57-60.

[6] 孙永涛,马魁魁,陆爱华.浅海试油排液工艺的对比及优选[J].油气井测试,2010,6(3):33-35.

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