硅谷杂志：单泵分层采油工艺浅析 |
| 2012-11-21 08:54 作者：郑何程 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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【硅谷网11月21日文】据《硅谷》杂志2012年第17期刊文称，目前，国内的许多油田生产井都在使用分层合采技术进行原油开采，但是该项技术在实际应用中却时常出现采油量不升反降的现象，究其原因，是由于油井在开采过程中上下油层相互干扰所致。为此，我们需要从技术手段入手对其进行技术改进。本文以分层采油工艺中的最重要的一项技术----单泵分采工艺为题，通过对该项技术的分析和改进，解决上部油层进液控制及放大下部油层生产压差的问题，从而为分层采油技术的进行贡献自己的绵薄之力。
分层合采技术主要分为单泵分层采油工艺是与双泵分层采油工艺两种主要技术。其中，前者的主要目标是控制上部油层进液，放大下部油层生产压差；后者则主要解决上下两油层间的无干扰开采。本文因篇幅所限，所以只对前者进行粗浅论述。
1单泵分层采油工艺概述
单泵分层采油管柱的组成为：抽油泵、封隔器、单流凡尔、分采装置等。实际工作过程中，以上各部分依靠分采装置对上部油层生产压差进行有效的控制，同时对下部油层生产压差进行适当的有效放大。
在分采装置生产压差之前，我们需要做的工作有下面两个方面：1）依据流入动态曲线来确定每个层系中的合理流压；2）确定每个层系流入的动态曲线；3）依靠凡尔（即分采装置）来开启压差，从而使上层以及下层的流压能够得到合理的调整。
2合理流压的确定
通过油气层渗流理论，我们可以知道，两相渗流的产油量的数学表达式如下所示：
q0=Ao［Kro/（uoBo）］（ps－pf）（1）
在这里：Ao=2∏KHC/ln（RG/RJ）
Kro/（UoBo）－P关系曲线如下图：
因为Kro/（UoBo）-P关系在流压较低的时候不是直线，而是一条曲线，所以，我们为了找到Kro/（UoBo）-Pf之间的关系，可以使用如下公式：
Pf=a［Kro/（UoBo）］n（2）
公式中：a表示常数
将公式（2）代入公式（1），通过计算我们能够得到：
q0＝A（PS-pf）（pf）1/n（3）
公式（3）即产能预测公式，公式中A=Ao/（a）1/n，n是待定数。
根据公式（3），我们可以求出我们想要的合理流压为：
Pf合理=PS/（n+1）（4）
到此为止，我们便已求得油井的最大产液公式为：
qLmax=An［Ps/（n+l）］（n+1）/n（5）
从公式（3）我们可能得出，只要我们能够测得单井两组流压下的产油量，便可求出n值，之后，我们再利用统计学原理求出其加权几何平均值，这样一来，我们便可以确定出某一油田或某一区块的n值。
在分层开采过程中，当我们对分层采油工艺进行应用时，井内上、下两油层的合理流压与凡尔（分采装置）开启压差的关系式为：
△P=H+（P上-P下）（6）
其中：P上表示萨尔图油层流压；
P下表示高台子油层流压；
△P表示分采装置凡尔开启压差。
3单泵分层采油管柱设计
一般情况下，油井抽油泵吸入口压力范围为0.45-4.48M。
我们依据国内几大油田生产中统计的实际数据，设计出了三种分采管柱如下：
3.1插入式单泵分采工艺管柱
此项工艺的主要工作原理为：使用的是两套油层，即扶余、丢手管柱封隔葡萄花，当泵挂位于扶余油层顶界以上，即大约在1750米左右，我们使用的是插接方式使丢手管柱与生产管柱与融为一体。
脱接密封器：实际生产中，为了使单位的作业费用和工作量能够得到有效的下降，我们又设计了管柱脱接密封器。该密封器的组成主要为：外套、丢手接头下接头、插入密封体等。实验过程中，我们的密封器的外套是利用丢手接头丢手（DQBY56328）在井下的下接头来充当的，将其放入密封体后，再随生产管柱下井插入丢手接头外套，从而使管和柱恰当结合。
技术参数如下所示：
刚体外径：110mm耐温：1200C
通径：40mm密封压力：20MPa
插入式单泵分采管柱的主要特点为：1）丢手管柱能够有效防止在作业施工过程中对扶层造成的伤害；2）检泵时如果采用丢手管柱，那么则只需起出上部管柱即可，此项工艺非常简便，相对于常规检泵而言，其施工费用相当低。
3.2整体式单泵分采工艺管柱
该工艺的主要工作原理为：当抽油井正常运转时，上层原油经过分采装置及凡尔球进入到油管中；下层原油则经过油管底部单流凡尔进入到油管中，在经过分采体与油管间隙时，下层原油与上层原油融合在一起，一同进入抽油泵，再由抽油泵举升到地面。调压杆对凡尔开启压力进行适当调节，通过在地面试验调节好凡尔开启压力，从而使上下两油层的压力达到平衡。使油管内原油在进泵前保持同一压力系统不变，独立工作，相互没有任何影响。
在具体应用过程中，我们又对分采工艺管柱进行了一些改进，使原来的Y341-114SP压缩式封隔器，被双皮碗封隔器所替代。与以往工艺相比较，此项工艺具有以下几个特点：
此项工艺的主要特点：1）施工作业成本有了明显的降低；2）施工周期得到了明显的缩短；3）不再需要水泥车打压释放封隔器，传统的刮蜡洗井、释放封隔器、磁性定位这三道工序也不再需要，使生产作业变得更加方便快捷。
3.3杆式泵整体式分层采油工艺管柱
单泵分采井时的油管是二级组合油管，即上部600m27/8"J55外加厚油管加下部27/8"J55平式油管，一般情况下，插接过程中在油井口进行调节，但是由于27/8"外加厚油管无短节，所以管柱调节难度相对来说比较大一些，为了不受这一问题的干扰，我们又做了以下两个方面的工作：1）我们应用杆式泵和油管锚锚定技术，研究了杆式泵整体式分采工艺管柱。该装置的组成包括封隔器、杆式泵、定压配产器、油管锚、固定凡尔等；2）我们对27/8"J55进行一定程度的加工处理，使施工难度得到相当大的降低。
此项工艺的主要优点是：如果是因为泵、杆等系统问题检泵时无需再起油管，这一改变，不但使作业量得到大幅度的减少，而且也使原来起下油管时对丝扣的破坏这一问题得到有效解决。为了使杆式泵作业时的特点（效率高、工作量小）得到最大程度的发挥，根据采油过程中的具体情况，我们对该项工艺又进行了细微的改造：1）对杆式泵泵筒长度进行了一定程度的加长，这样一来，原本士0.6m的防冲距离便增加到大约士0.9m，这种改变不但方便了日常的管理而且更是方便了施工作业；2）将固定凡尔加装到杆式泵整体分采管柱上，通过这种改动，可以使油管的密封性的验证工作变得较从前相对简单；3）改造了杆式泵连杆、柱塞、密封段等几处重点部位的材质，使杆式泵的采油技术得到进一步发展。这项改造的特点是：①采用固定凡尔（分采装置）和杆式泵，检泵时可以对管柱的密封性进行有效检测。通过检测，如果管柱良好，没有发现渗漏现象，那么我们只需将杆柱起出即可，从而使施工费用得到有效控制；②油管锚的应用，使管柱的受力状态得到一定程度的改善，从而避免了管断脱。
4结论
我们可以清楚得看到，单泵分层采油工艺的结构比较简单，操作相当方便，成本低廉，具有广泛的应用范围。
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