论文部分内容阅读
[摘 要]目前辽河牛心坨油田采用闭式循环热水加热降粘配套技术开采稠油，检泵井次逐年增多，生产作业费用逐年增加，严重影响了油田的生产经营和经济效益。本文对检泵井的数据进行归类统计分析，制定出相应的生产管理对策，通过采用改善循环水参数及优化配比油井生产管柱等措施，大大降低了油井检泵井次，延长了油井检泵周期，有效的提高了油田生产管理水平。
[关键词]检泵周期、统计分析、生产管理、对策
中图分类号：C81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0246-02
1 引言
辽河牛心坨油田为低渗高凝稠油油田，开发目的层为新生界下第三系沙四段牛心坨油层及太古界花岗岩潜山油层。到了采油后期，由于采用闭式循环水加热降粘配套技术开采稠油，目前该油田的油井检泵井次逐年增多，造成油田生产作业费用增大；同时油井生产时效下降，严重影响原油产量，造成吨油成本上升，严重影响了油田的生产经营和经济效益。
2 检泵数据统计及检泵原因分析
2.1 检泵情况数据统计分析
从1999年以来，油井检泵井次从19井次上升到2002年的35井次；作业检泵周期从1999年的475天下降到2003年的432天，详见表1。
2.2 油井检泵原因分析
从现场生产资料统计上看，油井检泵原因可归纳出三类：一是油井抽油杆断脱造成油井检泵；二是抽油泵泵漏造成油井检泵；三是循环水漏造成油井检泵。其中抽油杆断脱检泵占油井检泵总数的百分之五十以上，所占比重最大。
2.2.1 油井抽油杆断脱原因分析
随着牛心坨油田的疲劳开采，油井负荷越来越大，一方面抽油杆柱配比不合理，至今该油田一直沿用原来经验数据：φ25mm：φ22mm：φ19mm为3：4：4，没有随着油井产状的变化而进行调整，造成杆柱负荷偏大；另一方面，部分低产井的下泵深度越来越深，特别是潜山油藏的开发，抽油泵下深达到2000米，作业区油井平均下泵深度达到1950m，油井平均负荷较开采初期有所增加，部分井已接近抽油机的额定负荷和额定扭矩，直接影响抽油设备的安全生产。油井生产负荷大，抽油机悬点载荷大，这是造成抽油杆断脱次数增多的主要原因。
热水循环达不到油井正常生产参数，热循降粘效果差是造成抽油杆断脱次数增加的又一主要原因。目前牛心坨油田摸索出一套热水循环生产参数，但由于循环水不封闭，油井作业洗井水进入热循系统，造成循环水含油、矿化度增高，热循系统管线结垢缩径、腐蚀，严重影响热循量。而且由于天气等原因的影响，天然气供气压力波动大，影响热水循环温度，从而影响热循降粘效果差，油井负荷增大，造成断脱现象。
2.2.2 深井泵漏失原因分析
牛心坨油田深井泵漏主要原因是：一方面，随着注水开发时间的推移，油田综合含水上升，原油物性随之发生变化，高凝稠油在含水低于70%时，在某一温度条件下极易与原油发生乳化，形成凝固点和粘度都较大的乳化油，这就造成抽油泵固定凡尔漏失；另一方面，油层中的压裂砂及地层砂，也会将抽油泵固定凡尔垫起，造成抽油泵漏失，使深井泵不能正常工作。此外，由于光杆发生断脱，抽油杆负荷的冲击损坏深井泵泵座，同样造成油泵漏失。
2.2.3 循环水漏失原因分析
循环水漏失的主要原因是热水循环生产参数温度、水量的波动，造成井下循環管材弹性变化，从而造成管柱漏失，封隔器失效。
3 生产对策
在对油井检泵原因进行统计分析后，针对油田生产中出现的问题，采取了以下措施：
3.1 优化热水循环参数
为提高循环水降粘效果，减少热循管线缩径造成循环水量降低对热循降粘效果的影响以及由于循环水程过长造成温度波动过大对井下循环管材的影响，将循环水温度由85℃～95℃上提到90℃～95℃。同时为了减小由加水量对循环水温度波动的影响，平稳加水，采用6分管代替2寸半管加水。
3.2 杆柱优化配比
采用H级高强度抽油杆，替代D级抽油杆，在安全许可的范围内，优化抽油杆柱配比，最大限度地下入φ19mm、φ22mm抽油杆，减少φ25mm抽油杆的下入比例，利用不同直径抽油杆的重量差异来减小抽油机的悬点载荷，本油区使用的抽油杆在空气中的重量见表2。
从表中可以看出把100m的φ25mm抽油杆更换成φ19mm，就能降低抽油机负荷1.66KN。通过对抽油杆负荷及强度分析计算，利用抽油杆配比理论编制出一套适合辽河高凝稠油的抽油杆优化配比软件，利用软件优化计算，确定了抽油泵在深下2000m时抽油杆为两级组合，当φ22：φ19杆柱配比为0.32：0.68，可以满足牛心坨油田生产需要。
3.3 深井泵结构改进设计
针对原油乳化造成抽油泵凡尔关闭滞后及压裂砂可能带来的深井泵非正常漏失问题，采取可起到双重密封作用的双固定凡尔泵，同时在深井泵下安装管式磁化降粘器，来解决固定凡尔关闭滞后而增加漏失量的问题；同时在泵下加装井下砂锚，避免因压裂砂而造成的深井泵的损坏，减少了深井泵的漏失量，来延长深井泵的检泵周期。
3.4 防断脱工具配套设计
另外，为了解决光杆断脱影响油井生产，研制了新型光杆防断脱悬绳器。该工具一是改变了光杆卡子的卡牙结构，由原来的环形结构改为螺旋形螺纹结构，使受力点由原来的封闭圆环变为螺旋线形，这样应力分布均匀；二是在悬绳器下部通过两条M30的螺丝连接一个特制的光杆卡子，在光杆与卡牙的接触处仍采用特殊的螺旋形螺纹结构卡牙。
4 现场实施及效果评价
在对相关配套工艺及措施进行调整后，于2004年投入现场，措施后相关检泵参数见表3。
由表3可知，该油田累计开井125井次，措施后，抽油杆最大载荷降低了18.8kN，检泵井次下降为21井次，检泵周期也由原来的432天提高到488天，基本回复到了1999年的水平，降低了作业成本，大大提高了生产时效。
5 结论
本文对辽河牛心坨油田检泵井的数据进行归类统计，分析了造成检泵的原因，并在此基础上，对相关配套工艺及措施加以调整。现场实施结果表明，配套工艺技术的应用，有效的降低了油井检泵井次，延长了油井检泵周期，从而提高了油井的生产时率，增加了原油产量，对提高牛心坨油田整体开发及管理水平起着积极的推动及促进作用。
参考文献
[1] 万邦烈.采油机械的设计计算[M].北京：石油工业出版社，1988：79-92.
[2] 李凤霞，付海波，许全红.机械采油中检泵周期的预测[J].油气田地面工程，2006，25（5）：13-14
[3] 杨海滨，狄勤丰，王文昌.抽油杆与油管偏磨机理及偏磨点位置预测.石油学报，2005，26（2）：100-101.
[4] 陈魁.应用概率统计[M].北京：清华大学出版社，2000.
[5] 高美丽，肖军亮，徐益群等.利用特种抽油杆提高泵效、延长检泵周期[J].内蒙古石油化工，2003，29：215-216.
[6] 王俊奇，曹强，李钢等.延长油井检泵周期的新技术及其应用[J].石油钻采工艺2005，02：0052-0054.
[关键词]检泵周期、统计分析、生产管理、对策
中图分类号：C81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）12-0246-02
1 引言
辽河牛心坨油田为低渗高凝稠油油田，开发目的层为新生界下第三系沙四段牛心坨油层及太古界花岗岩潜山油层。到了采油后期，由于采用闭式循环水加热降粘配套技术开采稠油，目前该油田的油井检泵井次逐年增多，造成油田生产作业费用增大；同时油井生产时效下降，严重影响原油产量，造成吨油成本上升，严重影响了油田的生产经营和经济效益。
2 检泵数据统计及检泵原因分析
2.1 检泵情况数据统计分析
从1999年以来，油井检泵井次从19井次上升到2002年的35井次；作业检泵周期从1999年的475天下降到2003年的432天，详见表1。
2.2 油井检泵原因分析
从现场生产资料统计上看，油井检泵原因可归纳出三类：一是油井抽油杆断脱造成油井检泵；二是抽油泵泵漏造成油井检泵；三是循环水漏造成油井检泵。其中抽油杆断脱检泵占油井检泵总数的百分之五十以上，所占比重最大。
2.2.1 油井抽油杆断脱原因分析
随着牛心坨油田的疲劳开采，油井负荷越来越大，一方面抽油杆柱配比不合理，至今该油田一直沿用原来经验数据：φ25mm：φ22mm：φ19mm为3：4：4，没有随着油井产状的变化而进行调整，造成杆柱负荷偏大；另一方面，部分低产井的下泵深度越来越深，特别是潜山油藏的开发，抽油泵下深达到2000米，作业区油井平均下泵深度达到1950m，油井平均负荷较开采初期有所增加，部分井已接近抽油机的额定负荷和额定扭矩，直接影响抽油设备的安全生产。油井生产负荷大，抽油机悬点载荷大，这是造成抽油杆断脱次数增多的主要原因。
热水循环达不到油井正常生产参数，热循降粘效果差是造成抽油杆断脱次数增加的又一主要原因。目前牛心坨油田摸索出一套热水循环生产参数，但由于循环水不封闭，油井作业洗井水进入热循系统，造成循环水含油、矿化度增高，热循系统管线结垢缩径、腐蚀，严重影响热循量。而且由于天气等原因的影响，天然气供气压力波动大，影响热水循环温度，从而影响热循降粘效果差，油井负荷增大，造成断脱现象。
2.2.2 深井泵漏失原因分析
牛心坨油田深井泵漏主要原因是：一方面，随着注水开发时间的推移，油田综合含水上升，原油物性随之发生变化，高凝稠油在含水低于70%时，在某一温度条件下极易与原油发生乳化，形成凝固点和粘度都较大的乳化油，这就造成抽油泵固定凡尔漏失；另一方面，油层中的压裂砂及地层砂，也会将抽油泵固定凡尔垫起，造成抽油泵漏失，使深井泵不能正常工作。此外，由于光杆发生断脱，抽油杆负荷的冲击损坏深井泵泵座，同样造成油泵漏失。
2.2.3 循环水漏失原因分析
循环水漏失的主要原因是热水循环生产参数温度、水量的波动，造成井下循環管材弹性变化，从而造成管柱漏失，封隔器失效。
3 生产对策
在对油井检泵原因进行统计分析后，针对油田生产中出现的问题，采取了以下措施：
3.1 优化热水循环参数
为提高循环水降粘效果，减少热循管线缩径造成循环水量降低对热循降粘效果的影响以及由于循环水程过长造成温度波动过大对井下循环管材的影响，将循环水温度由85℃～95℃上提到90℃～95℃。同时为了减小由加水量对循环水温度波动的影响，平稳加水，采用6分管代替2寸半管加水。
3.2 杆柱优化配比
采用H级高强度抽油杆，替代D级抽油杆，在安全许可的范围内，优化抽油杆柱配比，最大限度地下入φ19mm、φ22mm抽油杆，减少φ25mm抽油杆的下入比例，利用不同直径抽油杆的重量差异来减小抽油机的悬点载荷，本油区使用的抽油杆在空气中的重量见表2。
从表中可以看出把100m的φ25mm抽油杆更换成φ19mm，就能降低抽油机负荷1.66KN。通过对抽油杆负荷及强度分析计算，利用抽油杆配比理论编制出一套适合辽河高凝稠油的抽油杆优化配比软件，利用软件优化计算，确定了抽油泵在深下2000m时抽油杆为两级组合，当φ22：φ19杆柱配比为0.32：0.68，可以满足牛心坨油田生产需要。
3.3 深井泵结构改进设计
针对原油乳化造成抽油泵凡尔关闭滞后及压裂砂可能带来的深井泵非正常漏失问题，采取可起到双重密封作用的双固定凡尔泵，同时在深井泵下安装管式磁化降粘器，来解决固定凡尔关闭滞后而增加漏失量的问题；同时在泵下加装井下砂锚，避免因压裂砂而造成的深井泵的损坏，减少了深井泵的漏失量，来延长深井泵的检泵周期。
3.4 防断脱工具配套设计
另外，为了解决光杆断脱影响油井生产，研制了新型光杆防断脱悬绳器。该工具一是改变了光杆卡子的卡牙结构，由原来的环形结构改为螺旋形螺纹结构，使受力点由原来的封闭圆环变为螺旋线形，这样应力分布均匀；二是在悬绳器下部通过两条M30的螺丝连接一个特制的光杆卡子，在光杆与卡牙的接触处仍采用特殊的螺旋形螺纹结构卡牙。
4 现场实施及效果评价
在对相关配套工艺及措施进行调整后，于2004年投入现场，措施后相关检泵参数见表3。
由表3可知，该油田累计开井125井次，措施后，抽油杆最大载荷降低了18.8kN，检泵井次下降为21井次，检泵周期也由原来的432天提高到488天，基本回复到了1999年的水平，降低了作业成本，大大提高了生产时效。
5 结论
本文对辽河牛心坨油田检泵井的数据进行归类统计，分析了造成检泵的原因，并在此基础上，对相关配套工艺及措施加以调整。现场实施结果表明，配套工艺技术的应用，有效的降低了油井检泵井次，延长了油井检泵周期，从而提高了油井的生产时率，增加了原油产量，对提高牛心坨油田整体开发及管理水平起着积极的推动及促进作用。
参考文献
[1] 万邦烈.采油机械的设计计算[M].北京：石油工业出版社，1988：79-92.
[2] 李凤霞，付海波，许全红.机械采油中检泵周期的预测[J].油气田地面工程，2006，25（5）：13-14
[3] 杨海滨，狄勤丰，王文昌.抽油杆与油管偏磨机理及偏磨点位置预测.石油学报，2005，26（2）：100-101.
[4] 陈魁.应用概率统计[M].北京：清华大学出版社，2000.
[5] 高美丽，肖军亮，徐益群等.利用特种抽油杆提高泵效、延长检泵周期[J].内蒙古石油化工，2003，29：215-216.
[6] 王俊奇，曹强，李钢等.延长油井检泵周期的新技术及其应用[J].石油钻采工艺2005，02：0052-0054.