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曹妃甸X油田伴生气气举工艺设计

更新时间:2009-03-28

曹妃甸X油田主力生产层为明化镇组下段和馆陶组,以水平井为主,电泵采油,由单点供电滑环供电。随着开采的深入,储层压力逐渐降低,油田注水量增大,注水泵所需电力负荷加大;同时含水率上升,单井为了获得经济效益,电泵需要增加泵挂深度并加大排量才能获得足够的产油量。电泵功率日益增加,导致曹妃甸X油田耗电量日益增大并达到单点电滑环警戒上限。为了提高油藏最终采收率和达到油田总产油量的要求,新钻调整井投产就需要关停部分老井以保证新井用电,但关停老井还是不可避免地造成产量损失。虽然可以通过优化电泵生产参数[1-4]、注水泵工作参数[5-6]等方式来节约用电,但其节省的电量有限,尚无法满足新井投产的用电需求。为此本文考虑曹妃甸X油田日产伴生气25×104m3/d且具备天然气压缩机(外输天然气使用)等条件,拟将部分电泵采油井改为气举生产井,以节省部分电量,减少油井关停造成的产量损失。

1 气源评价

曹妃甸X油田2015年以来综合开采曲线如图1所示。该油田随着新调整井投产,产液量和产气量逐渐增加;但进入2016年10月以来受电量限制,开始关停含水率高的老井,日总产液量下降了约5 000m3/d,油田总含水率下降,日产油量基本不变。

  

图1 曹妃甸X油田综合开采曲线

曹妃甸X油田日产气约25×104m3/d,井口回压1.9MPa,由天然气压缩机增压外输,其出口压力为8MPa,满足气举压力和部分气举井注气量要求。

2 气举选井

将电泵目前的生产状况与气举采油的适应性[7-10]相结合,制订出转气举井的初步选井原则:1)产液量较大,以确保转气举后能稳产一段时间,具有经济效益;2)井深相对较深,以提高气举举升效率。为此首先选7口电泵生产故障井,基础参数见表1;其次从正常生产井中综合考虑气液比、井深、流压等选择5口井,基础参数见表2。

在西方,有这样一个好像是必须的现象,那就是只要抓现当代了,传统的具象水平就自然而然地滑坡了似的。不过就“不同”展而看,我们的具象能力照样强大,对传统研究的势头并未式微。

 

1 曹妃甸X油田故障井转气举生产井基本情况

  

井名电泵故障关停时间/d井深/m垂深/m日产液量/(m3·d-1)X07H129221921497834.40X13H24275214981015.11X15H3023721496461.61X22H19228511511646.60X27H47122061499-X29H11199813251385.42X35H731071141778.74

 

2 曹妃甸X油田转气举井生产数据

  

井名井深/m垂深/m油压/MPa流压/MPa日产液量/(m3·d-1)气油比/(m3·m-3)X14H242714964.2210.52276.6268X18H240114972.1012.51432.4641X26H228015002.7313.21715.0786X34H1249111002.818.79634.6055X36H204814942.1811.611194.6570

[1] 邵永实,师世刚,刘军,等. 潜油电泵技术服务手册[M]. 北京:石油工业出版社, 2004.

图2为电泵与气举优化后日产液量对比图。

 

3 转气举井电泵生产与气举生产对比

  

井名电泵与电泵相当产液量气举优化结果泵挂垂深/m压差/MPa产液量/(m3·d-1)注气点垂深/m注气量/(104m3·d-1)产液量/(m3·d-1)注气点垂深/m注气量/(104m3·d-1)产液量/(m3·d-1)D07H111670.56842.37803.282.0858.71835.273.01080.30D13H12802.701014.70778.222.51111.64789.533.01211.73D15H13502.39702.95758.291.5764.00797.663.01177.42D22H11286.291657.431025.445.0902.65982.432.5641.77D27H-0.10267.201118.951.0315.311303.892.0430.22D29H12956.391406.711047.905.01023.34969.453.0831.39D35H11304.73779.711031.833.0783.451016.122.5722.70D14H13600278.32911.690.5233.101175.362.0481.72D18H1318-436.06779.411.0488.39874.143.0983.71D26H14653.23723.50842.261.5724.29896.502.5937.62D34H110343.92639.42916.302.0624.29943.902.5716.54D36H12302.831228.26755.952.51243.48755.433.51457.39合计33.149976.6327.59072.6532.5〛10672.51

除X22H和X29H井气举产液量比电泵产量低,X35H井气举与电泵产液量相当,其余井气举后产液量比电泵大。通过分析电泵提供的压差可知,当电泵的压差低于3.0MPa时,在7.5MPa注气压力下可以获得800m左右的注气点深度,气举在较小的注气量下可以获得比电泵大的压差;当电泵压差大于6.0MPa后,气举提供的压差较小,这主要是由于7.5MPa的注气压力限制了注气点深度,导致井底流压的降低有限,产液量低,即电泵在井底流压低时举液量好,气举在地层压力高、产液量高时举升效果好。

综合考虑伴生气产气量和气举所需的注气量,注气量按10.0×104m3/d计算。综合考虑地面管网、X油田开发的整体性,设计出转气举井预选方案:1)X13H、X14H、X15H、X18H、X22H共5口井总产液量4 089.46m3/d,产油量160.85m3/d。若

如果“中国没有向美国明确提出南海是中国的核心利益”观点成立,则“中国能不能捍卫在南海的核心利益?”无需回答(尽管研究结论是明确可信的),也就不会存在“南海核心利益说”所引起的南海紧张气氛。但实际情况却是,尽管“中国没有向美国明确提出南海是中国的核心利益”观点成立,“南海核心利益说”还是不胫而走,深刻影响南海局势走向。必须明确的是:“南海核心利益说”的始作俑者和推动者是美国媒体、战略界以及政界,其根本目的显然是为美国的南海利益服务。

  

图2 电泵与气举生产对比图

单井按照与电泵相当的产液量生产,需注气10.5×104m3/d,完成产液量3 499.78m3/d,较电泵减少产量589.68m3/d;若按气举优化生产需注气13.5×104m3/d,完成产液量4 496.35m3/d,较电泵增加产量406.89m3/d。2)X26H、X27H、X29H、X34H、X35H、X36H共6口井总产液量5 044.8m3/d,产油量322.68m3/d。若单井按照与电泵相同产液量生产,需注气15.0×104m3/d,完成产液量4 714.16m3/d,较电泵减少产量330.64m3/d;若按气举优化生产需注气16.0×104m3/d,完成产液量5 095.86m3/d,较电泵增加产量51.06m3/d。根据总的气资源量,以产液量最大为目标,确定最终转气举井选井方案,即选取X13H、X14H、X15H、X18H,产液量为3 683.89m3/d。

3 气举工艺设计

3.1 气举管柱设计

曹妃甸X油田井下均有封隔器,因此气举采用半闭式管柱。所选气举井的注气点位置井眼轨迹情况见表4。X13H注气点位置井斜角为49.58°,已接近井下投捞工具的井斜角界限,故采用固定式气举阀及与其配套的工作筒;其余井的井斜角最大仅为35.96°,但狗腿度为2.58~3.67(°)/ 30m,因此采用投捞式气举阀及与其配套的工作筒。

 

4 注气点位置井眼轨迹情况

  

井号注气点测深/m注气点垂深/m井斜角/(°)方位角/(°)狗腿度/[(°)·(30m)-1]X13H935.05789.5349.58256.540.22X14H1329.201175.3635.96143.122.91X15H823.65797.665.41349.213.67X18H965.60874.1426.50254.802.58

3.2 典型井气举工艺设计

[6] 杨建军,刘扬,魏立新,等. 考虑变频调速的注水系统运行参数优化[J].石油机械,2005,33(9):16-20.

  

图3 X13H井生产情况

采用原油管柱,工作压力为7.5~8.0MPa,设计注入气量为(3.0~4.0)×104m3/d,气举设计结果见表5。

图4为不同注气压力条件下气举特性曲线。随着注气量的增加,产液量逐渐增加,且产液量增加的幅度逐渐减小,综合考虑后,X13H井注气量定为3.0×104m3/d。对比图中不同注气压力下的注气点垂深和产液量曲线,可知当注气压力设为7.5MPa时,其注气点深度可达783.87m,产液量预计为1 182.2m3/d,接近电泵50Hz转速下的产液量。

4 气举实施效果预测

对X13H井气举实施效果进行预测,如图5所示。一般情况下气举阀为工作阀,当油层压力下降后,可打开孔板阀,延长连续气举举升的时间。随着油层压力的降低,产液量下降明显。当油层平均压力降到13.5MPa时,产液量在350m3/d左右;当地层压力降至12.0MPa时,产液量小于40m3/d,第一支阀气举失效;同时由于采用油管,产液量降低时,液相滑脱损失严重,建议油层压力降至13.0MPa时,考虑采用孔板阀注气生产。相同条件下,由孔板阀注气比气举阀注气产液量增加200~400m3/d。同时当地层压力降至12.0MPa时,产液量还有316.4~484.3m3/d;当地层压力降至11.0MPa时,气举失效。

[3] 姚诚, 金炜. 胜坨油田潜油电泵井节能配套技术研究[J].石油天然气学报,2009,31(5):400-402.

  

图4 X13H井注气压力敏感性分析 5 X13H气举设计结果

  

级数深度/m温度/℃阀孔直径/英寸地面打开压力/MPa地面关闭压力/MPa试验架打开压力(15.5℃)/MPa1525.1683/167.57.456.612902.0711/4孔板阀--

5 结束语

本文提出的采用伴生气缓解电泵采油中后期用电超负的思路,通过在曹妃甸X油田的应用表明该思路是可行的,在一定条件下气举能取得与电泵相当的产液量。实践表明,电泵在低井底流压时举液量好,气举在地层压力高、产液量高时举升效果好。该研究成果对于海上同类油井具有借鉴作用。

  

图5 X13H井孔板阀和气举阀注气产液量对比

参考文献

考虑压缩机输出压力8MPa和地面管网及阀的压力消耗,按注气压力7.5MPa、井口油压2MPa,优选出12口转气举井,其电泵生产与气举生产情况对比见表3。当单井按与电泵目前相当的产液量生产时,12口气举井需要日注气27.5×104m3,实际产液量为9 072.65m3/d,比采用电泵时的产液量9 976.63m3/d少903.98m3/d,主要是X22H和X29H井气举产液量较低。若按气举优化结果组织生产,需要日注气32.5×104m3,实际产液量为10 672.51m3/d,比采用电泵时的产液量多695.88m3/d,即优化后注气量增加了5.0×104m3/d,累计产液量增加了1 599.86m3/d,可见优化注气量是十分有必要的。

[2] 李令喜,李彭年. 渤海油田大排量潜油电泵的开发及应用[J]. 石油钻采工艺,2012,34(增刊1):55-58.

例如,在《楚辞·九歌》中,神话、宗教及其文化的结合在以下几个方面更加突出:第一,男女之间的爱情;第二,展示了神与人之间爱情的宗教场景;第三,反映了祭祀和节日的欢乐场面。在艺术特色方面,它充满抒情色彩和浪漫气息。这些都清楚地表明了楚神话与楚文化互相渗透跟影响的关系[1]。

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[5] 宁利,李光英,徐杰,等. 注水泵运行参数优化及最小单耗的实现[J].石油机械,2000,28(7):4-6.

X13H井含水率(93.59%)高,降频让电生产情况如图3所示。2015年10月前罐装电泵采用50Hz时增压2.8MPa,产液1 188.24m3/d(2015年9月平均数据),产气0.57×104m3/d,产油68.54m3/d;目前电泵转速为35Hz,泵增压2.23MPa,生产压差只有0.3MPa,产液617.66m3/d,表明该井地层能量足。

[4] 赵春民, 王则宾. 潜油电泵系统的能耗分析[J].油气田地面工程,2005,24(6):33.

[7] 李安, 万邦烈. 连续气举采油举液机理研究[J]. 石油矿场机械,2004, 33(4): 19-21.

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How about Dabao entering in the high-end market? 12 4

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[9] 宋显民, 刘清友, 孙成林,等. 大斜度井钢丝投捞式气举采油技术[J]. 石油学报,2014,35(5): 979-986.

第一,缺少在国际领域具有较高地位和较强竞争力的专家,团队成员不具备应有的合作意识,导致团队工作的效率始终难以得到大幅度提升;第二,缺少基层实践经验,无法在实践中,独立发现并且解决问题;第三,省级和市级科研单位的后备人才水平较低。

[10] 付道明, 吴晓东, 魏旭光,等. 阿尔及利亚Zarzaitine油田气举工艺优化[J]. 天然气工业,2009,29(10): 77-79.

 
郑旭,雷源
《机械设计与制造工程》2018年第04期文献

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