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运用套压控制油管管柱漏失方法研究

2013-10-25吴大伟吴雪琴张容志

石油地质与工程 2013年4期
关键词:压值套压电泵

吴大伟,吴雪琴,张容志

(1.中国石化胜利油田分公司石油开发中心,山东东营 257000;2.中国石化胜利油田分公司河口采油厂)

1 区块概况

老178块位于老河口油田与埕岛油田接合部的极浅海地带,水深2.8~6.0m,区域构造位于埕北凹陷东南斜坡带,油藏类型为常温常压高孔高渗岩性构造稀油油藏,有生产井6口,采用插桩平台生产。A井位于该区块中部,生产层位为明化镇组,含油面积0.1 km2,地质储量7×104t。生产层位数据见表1。A井于2010年03月22砾石充填+精密滤砂管完井,电泵投产,完井管柱结构图见图1[1]。

图1 老178块A井完井管柱结构

表1 油层基本数据

2 生产情况及问题分析

A井于2011年4月投产,投产初期生产数据见表2。由表2中数据可知,A井投产2个月后液量由14t/d下降到5.2t/d。分析认为:该井电泵沉没度较高,地层供液能量不可能是液量下降的主要原因;考虑该井产气量高达400 m3/d,气体可能影响电泵吸入口流态,从而影响到电泵的效率。结合邻井生产情况分析,一般情况下电泵沉没度400 m以上时受气体影响较小。根据电流卡片分析,该井生产电流平稳,表明该井生产受到气体影响不显著,认为产气不是该井液量下降的主要原因;油井液量显著下降时,电机电流维持16A无明显变化,判断存在一种可能:井液在举升过程中在井筒内打循环,没能有效地被举升到地面,即该井生产管柱存在漏失的可能。

为证实管柱是否漏失,对管柱进行憋压试验,结合A井井身结构(图1),对该井进行关闭套管闸门+排气阀+生产闸门三种方式的憋压试验。油井频率选用45 Hz生产,憋压后油压、套压变化曲线见图2。

表2 A井的2011年4-6月生产资料

图2 A井开抽后关泵油压、套压变化

由图2可以看出,当同时关闭套管闸门+排气阀+生产闸门,开泵后套压维持在0.3 MPa不变,油压在随后的44分钟由0.3 MPa上升到4.7 MPa,随后油压呈现下降趋势至于4.5 MPa,关闭电泵,油压在随后一个小时快速由4.5 MPa下降1.3 MPa左右,此后100分钟油压由1.3 MPa下降到0.7 MPa,下降速度减慢。由于该井油管管柱安装单流阀,分析认为A井油管存在漏失,且漏失部位在排气阀以下的油管部分。由于该井属于海上平台油井,检修管杆作业成本高,所以拟对该井进行生产制度调整控制油井漏失,保障油井较高水平生产。

3 憋套压控制油管漏失方法研究

3.1 憋套压控制油管漏失的基本原理

通过对电泵油井套管憋压,油管漏失点内外压力保持平衡,抑制该漏失点的漏失,电泵能使井液有效的举升到井口[2-3]。在憋套压过程中套压上升,电泵吸入口压力不变,电泵沉没度变低,影响泵效果,因此在憋套压过程中要保证电泵合理沉没度。

漏失点压力平衡方程为:

电泵吸入口压力为:

式中:ρ——井液密度,kg/m3;h——漏失点垂直深度,m;P摩——举升高程中摩擦做功损失的压力,MPa;g——重力加速度,m/s2;h1——电泵沉没度,h。

3.2 合适套压值的确定

为确定油井合适的套压值,控制油井管柱漏失,通过尝试憋不同套压值时,对油井生产效果进行综合对比,结果见表3。

表3 不同套压油井生产状况

由表3可知,随着套压值的升高,电泵沉没度呈现下降趋势,油压和液量均在套压为3 MPa时最高。为进一步优化套压值,在套压3~4 MPa之间加密憋压点进一步优选合适的套压值,以期达到最优的调控效果。具体调控效果见图3。

图3 油井液量与套压关系曲线

由图3看出,当憋套压值在1~3 MPa之间时,油井液量先缓慢上升。当憋套压在3.4 MPa时,液量达到峰值,为14.5 t·d-1,套压继续上升后油井液量呈现下降趋势。

3.3 分析与结论

当套压从较低的1 MPa逐步憋高到3.4 MPa的过程中,油井液量也逐步升高,结合方程(1)分析认为,在该阶段漏失点油管内部压力P油压+ρgh+P摩>P套,在套压上升的过程中漏失点内外压力差逐步降低,漏失点漏失量减少,井口产液量呈现上升趋势。结合方程(2)分析认为,当套压逐步升高,在一定程度上会抑制油井供液,使电泵沉没度降低,但该套压上升阶段,电泵沉没度能维持在较高水平,没对电泵井正常抽吸产生较大影响。因此结合以上两方面的影响因素分析认为,在该套压上升阶段,套压上升对油井出液具有积极作用,油井液量呈现上升趋势。

当套压从3.4 MPa上升到4.0MPa的过程中,油井液量呈现逐步降低的趋势,结合方程(1)分析认为,在该阶段漏失点油管内部压力P油压+ρgh+P摩<P套,在套压上升过程中,漏失点外内的压力差进一步加大,套管气从漏失点进入油管,影响油管内流体的流态,对油井井口出液量存在负面影响。结合方程(2)分析认为,在该套压上升阶段,套压上升值较大程度上抑制了油井供液,电泵沉没度降低到影响电泵正常抽吸的程度。由于以上两个方面的负面影响,在该套压上升阶段油井液量呈现下降趋势。

综合以上分析,该井油井套压控制在3.4 MPa左右时,既能较好地抑制油井漏失点漏失量,又能保障电泵具有较高的沉没度,能保证该管柱漏失油井维持在较好的工作状态工作。

[1]朱孝强,耿涛,王志超,等.海上油井安全阀液控系统卸压原因分析和措施建议[J].国外油田工程,2004,20(4):39-41.

[2]林和.管柱漏失的原因分析及治理措施[J].试采技术,1992,13(4):56-58.

[3]李青.用憋压曲线判断电泵井管柱漏失的方法[J].大庆石油地质与开发,1989,6(2):57-59.

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