王 磊，郑 伟，张 娟，陈 立

（中国石油长庆油田分公司第六采油厂，陕西西安 710200）

按照超低渗透油藏研究成果，油井的油气水三相流IPR 曲线存在拐点，主要因为流压低于饱和压力时，原油脱气现象严重，从而影响产能发挥，当因降低流压增加的产量小于气体影响减少的产量时，IPR 曲线存在拐点，此时采液指数最高，但采油指数因受气体影响较为严重，并不是最高，所以生产中一般取饱和压力的2/3 作为合理流压，此时采油指数最大；另外，超低渗透油藏主要受渗透率影响，生产存在启动压力，大于改启动压力，原油才能克服各阻力的束缚，进入井筒；最后，从不同含水期的IPR 曲线可以看出，随着含水的升高，最低流压呈下降趋势，所以可以用来确定不同含水期的合理生产压差。

1 根据开发经验确定合理流压

低渗透油藏油井采油指数小，为了保持一定的油井产量，需降低流动压力，加大生产压差；但对于饱和压力较高的油藏，如果流动压力低于饱和压力太多，会引起油井脱气半径扩大，使液体在油层和井筒中的流动性变差，对油井的正常生产造成不利影响。根据同类油藏开发经验，当流动压力为原始饱和压力的60%～70%时，采油指数最高，最低流动压力为饱和压力的50%左右。胡尖山油田安83区块的长7油藏，饱和压力为7.4 MPa，原始地层压力为16.8 MPa，所以生产井合理流压为4.4～5.2 MPa，最低流压为3.7 MPa。

1.1 合理沉没度的确定

实际生产中，油井生产情况比较复杂，理论计算只能给出变化趋势，与油田生产实际差别较大，合理沉没度的研究主要结合现场数据统计分析，通过曲线回归的方法，确定区块合理沉没度的范围。统计安83 长7油井的生产数据，绘制油井沉没度与泵效的关系曲线。

图1 油井沉没度与泵效的关系曲线

根据大量数据拟合结果看出，泵效随着含水的升高而增大，随着泵挂的增加而减小，但泵效随着沉没度的不断增大先增加达到一定程度后又减小，泵沉没度越低，泵效越低，当沉没度降低到一定程度时，泵效降低速度加快。由统计规律可以得出，当含水＜60%时，沉没度保持在150～250 m 比较合理，泵效较高；当含水＞60%时，沉没度＜150 m 比较合理。

1.2 合理泵挂深度的确定

油井保持高效生产，必须满足合理流压和合理沉没度两个条件，合理流压确定以后，可以反推出动液面，合理沉没度确定之后，根据公式H泵=H沉+H动就可以计算出合理的泵挂深度。实际生产中要结合油井含水情况对于合理沉没度范围进行确定，进而确定合理泵挂深度范围（见表1）。

式中：Pwf-流压，MPa；Pc-套压，MPa；H中-油层中深，m；H动-动液面，m；fw-含水，%。

根据上式可以计算出动液面。

表1 安83区块长7 动液面及合理泵挂计算表

1.3 杆柱组合设计

依据钻采工程方案，结合计算泵挂，选择对应区块的杆柱组合，安83 长7 优选结果为Φ22×12%+Φ19×50%+Φ22×38%。

1.4 抽油机的选型

抽油机选型原则：抽油机是生产过程中主要的、也是不轻易更换的设备，因此，抽油机的选择应满足油井不同时期生产需要。结合油田不同层系开发特征、注水见效及递减规律，侏罗系考虑后期加深负载率应按照70 设计，三叠系负载率按照90%设计，应用数字化抽油机。

根据泵深及其杆柱组合计算悬点最大载荷：

式中：P油-柱塞以上油柱的重力；P杆-抽油杆杆柱自身重力；S-冲程；n-冲次。

侏罗系按70%的负载率折算额定载荷，选择对应的抽油机型号，三叠系按90%的负载率折算额定载荷，选择对应的抽油机型号（见表2）。

1.5 合理冲程、冲次、泵径的确定

按照长庆油田目前的生产现状，主要依据“长冲程，低冲次，小泵径”原则进行参数设计。长冲程、低冲次在设计的时候主要是考虑到随着井深增加，冲程损失增加，泵的有效冲程减小，从而导致泵效偏低。另外，抽取相同体积的原油，长冲程可以减少抽吸次数，从而减少管杆的偏磨，对于延缓抽油杆因疲劳造成的断裂、油井免修期的延长有重要作用。小泵径也是基于提高抽油泵效考虑，进而达到提高机采井整体系统效率节能降耗的目的。

表2 安83区块长7 抽油机选型计算表

表3 安83区块长7 抽油泵选型计算表

表4 胡尖山油田主要区块生产参数优化表

抽油泵选择原则：主要依据地质配产，结合区块生产情况来预测产建区日产液量，初定泵效45%～50%，设定冲程、冲次，通过理论排量倒算泵径来确定拟选泵径（见表3）。

由式（2）（3）可以得出

式中：Q理-泵的理论产液量m3；Q实-油井初始产液量m3；η-初始泵效，一般取45%～50%；D-泵径mm；S-冲程m；N-冲数min-1。

运用以上分析方法，结合胡尖山油田生产实际，对于重点区块生产参数进行合理优化，制定出一系列适应区块开发的生产参数，结果（见表4）。

2 现场应用情况

2.1 单井生产设计的优化

优化思路：流压→液面→沉没度→泵挂→机型→结合长冲程、低冲数计算泵径

以安83区块安233-32 井为例，进行生产设计优化，该井油层中深2217 m，饱和压力7.4 MPa，含水22%，试油日产液5.9 m3。

2.1.1 按照饱和压力的60%～70%计算合理流压

2.1.2 液面的确定 把油层中深、含水、流压、套压等数据代入公式（1）可以确定液面为1602～1698 m。

2.1.3 合理沉没度 该井含水为22%，所以沉没度选择150～250 m。

2.1.4 合理泵深的确定 结合以上液面和沉没度的计算结果可确定该井的合理泵深为1752～1948 m，结合表1区块平均泵挂和试油结果（动液面2100 及日产液5.9 m3）偏小的现状，优选泵挂为1948 m。

2.1.5 抽油机选型 依据泵挂及安83 长7 杆柱组合Φ22×12%+Φ19×50+Φ22×38%计算悬点最大载荷：拟定冲程为3 m，冲数为5 min-1，全井采用HL 高强度抽油杆，并将密度、各级杆柱长度等代入公式（5）得Pmax=67.5 kN，折算额定载荷为Pmax/1.0=67.5 kN，所以优选7 型抽油机。

2.1.6 冲程冲数泵径的选择 依据“长冲程，低冲次，小泵径”原则进行参数设计。拟定冲程为2.5 m，冲数为5 min-1，初始泵效50%，Q实=5.9 m3将各项数据代入公式（4）可计算出该井泵径D=23.8 mm，拟选泵径D=25 mm。

表5 安233-32 井生产参数表

2.2 新区整体使用效果

2012年运用以上分析手段对全厂691口新投油井生产设计进行优化，取了显著的成绩。与2011年对比，侏罗系油藏平均泵径下降0.6 mm，平均抽油机额定载荷下降8.97 kN，三叠系油藏平均泵径下降1 mm，平均抽油机额定载荷下降6.54 kN。

表6 近两年新投井效果对比表

2012年新投的691口油井，平均生产参数为2.7 m×3.8 min-1×32 mm，平均单井日产液5.65 m3，平均抽油泵效48.2%（比2011年提高4.8%），平均抽油机负载率64.7%，（比2011年提高1.6%）（见表7）。

表7 新投油井效果对比表

3 结论及认识

通过以上分析，可以确立一套有杆泵采油井参数优化的方法，基本思路：饱和压力－流压－液面－泵挂－机型－泵径；重点把握好合理流压及沉没度的确定，后续参数都可以通过计算手段实现优化。

（1）在做沉没度与泵效的回归曲线研究时发现，各区块数据都存在严重的不匹配现象，说明目前由于管理原因，单量手段并不能有效的反映单井真实生产情况，从而对数字化功图计量提出了新的要求，推广工作刻不容缓。

（2）超低渗油藏，低产低效油井多，井筒状况复杂，治理难度大，油井合理流压的研究为井筒治理提供了明确方向，是油井参数优化的首要依据，对于油井高效生产至关重要。

（3）合理泵挂对于油井生产具有非常重要的意义。根据超低渗实际情况，相当一部分油井泵挂深度需要调整，泵挂太深导致抽油机、油杆负荷增加，断裂现象加剧；油井流压偏小，地层能量消耗加快，冲程损失增加，泵效、系统效率难以提高。

（4）随着油田开发时间的延长，部分区块油井含水上升速度很快，对于含水上升较快的油井或者高含水油井保持合理流压，可以控制含水上升，有利于油井长期稳产。

［1］李忠兴.低渗透油藏渗流机理及改善开发效果方法研究［D］.中国石油大学，2004：56-62.

［2］史成恩，何永宏，等.特低渗油藏超前注水技术政策研究［J］.低渗透油气田，2006，（1）：69-73.