稠油井功图解释方法的改进

吐哈油田鲁克沁采油厂开采的稠油密度为0.93克/毫升, 常温状态下如摩丝状、黑色不透明、在地层和井底流动性能良好、在油管举升过程中越接近井口温度越低流动性越差、如果不采取降粘措施33℃就失去流动性而停产;目前采用掺稀油管线和混合油管线双管生产、稀油通过空心抽油杆在井下2000米处掺入油管与稠油混合达到稀释降粘采出地面, 掺入稀油密度为0.80克/毫升或以下、掺稀油系统压力为8~10MPa、稀稠比为1.15、机械设备主要有16型与18型抽油机。监控示功图是该油田及时掌握油井工况的必不可少的手段, 正常生产时每小时都必须对比分析。该油田示功图与常规油田相比既有其相同之处、又有其独特性, 研究解释深层稠油井示功图的改进方法对于普及功图知识、判断油井故障、降本增效有着重要意义。

一、正常井的稠油功图

1. 作业结束时排液或掺稀比过大的功图

图形较窄、上下载荷差值小于30KN、上行程时液柱载荷较小、下行程时受液柱浮力较小而使载荷较大, 光杆冲程损失小, 常规油井解释为油管漏失或连喷带抽示功图, 但对于稠油井可解释为泵充满度高、井筒中混合液黏度较小、现场表现为稀油掺入压力较低;此类功图一般在新投井和作业结束时、由于井筒中灌入了大量的稀油、使稠油充分稀释而产生, 对于正常生产的井如果出现这种功图为稀稠比过大。为了降低运输成本, 缓减稀油紧缺危机应逐步下调稀油掺入量, 应将掺稀油回压稳定在3Mpa左右为合理。因为在井下2000米掺入油管中的稀油所受的阻力除了结蜡、混合液黏度等影响外还有混合液与稀油的密度差在掺稀点处形成的回压;以稀油密度为0.80、稠油密度为0.93、掺稀比为1.15、含水忽略不计时计算混合液密度为:

以掺稀点深度为2000米、不考虑结蜡等因素影响计算稀油所受回压为:

Ρ= (0.86-0.80) ×10×2000÷10000=1.2Mpa

油井含水的变化使混合液的密度不同, 含水高时混合液密度较大, 在井筒中掺稀点形成的回压大, 掺稀压力较高。含水80%的油井混合液密度及回压理论计算分别如下:

生产现场由于结蜡、节点等因素影响使含水80%时掺稀油回压可达6.5MPa左右。正常生产井如果掺稀油回压逐渐升高说明掺入稀油难度增加、原因有:油井含水升高、结蜡、混合液黏度增加;稀油回压低时说明稀油掺入阻力小, 但不能越低越好, 由以上计算可知由于结蜡等因素影响正常井掺稀油压力必须大于1.2MPa, 否则说明稀油流动阻力过小, 存在的问题可能是掺稀油管路漏失使掺稀点上移、稀油没有掺到位, 没有对井下油管深部的稠油起到稀释降粘目的, 所以应通过井口憋压等方式进一步判断证实故障。

2. 上下载荷值整体漂移功图

这种功图短时间内上、下载荷均有较大变化, 但图形既没变“胖”, 也没变窄, 差值接近, 说明井筒中液体流动性、抽油机上下载荷均没发生明显变化, 出现这种功图的原因是示功仪的标定值发生了漂移, 而不是井筒中混合液粘度发生变化、所以油井工况正常。

二、故障井的稠油功图

1. 稠油上返示功图

这种功图短时间内上、下负荷差值增加, 形状变“胖”了, 即上行程负荷增加, 下行程负荷降低, 说明掺稀油降黏效果差, 光杆上、下行程阻力增加, 井筒中混合液的流动性变差, 原因是掺稀比偏小了;出现这种功图时掺稀油回压上升, 掺稀难度增加, 抽油机不平衡度增加, 上、下行程电流增大, 皮带打滑, 光杆与驴头运行不同步, 电机发出沉闷的嗡嗡声, 黏附在光杆上的稠油上行程中不能被盘根刮干净而使光杆发黑、聚在盘根盒处的稠油增加了盘根与光杆的磨擦阻力而使光杆发热等现象。这时应立即采取以下措施逐步排除故障, 否则会出现破坏设备、中断生产的严重后果。

(1) 不停抽油机的情况下调大掺稀油比。如果掺稀油流量良好, 继续生产会出现下载荷上升 (说明抽油杆下行阻力降低) 、上载荷下降 (抽油杆上行阻力降低) 的良好形式、且掺入稀油压力也相应下降, 直到解除故障后将掺稀油比调至规定值。以下是调大掺稀比后粘度逐渐变好的功图。

(2) 停抽油机调大掺入稀油量。调大掺稀油量时掺稀回压仍居高不下, 甚至无法掺入稀油时就应停运抽油机利用稀油系统压力直接打压, 只有压力下降至6.5Mpa以下、故障解除时才能启动抽油机生产, 并将掺稀油比调至规定值。

(3) 使用水泥车强行掺稀。停运抽油机后因井口掺稀油压力太高而无法掺入稀油时, 说明井下油管中混合液粘度过大, 只有使用水泥车增压至30~40Mpa才能强制将稀油掺入油管中达到降低混合液降黏, 当压力下降时对油井实行热洗清蜡作业直至故障解除。

(4) 如果水泥车也不能使井筒中的混合液黏度降低只有检泵作业。

2. 油井水淹或泵阀蜡卡的功图

以上两种功图的变化极为相近, 在一般油井为正常功图, 但对于稠油井可能为故障功图。玉15-8井在短时间内功图上、下行差值变小, 井筒中混合液黏度减小, 掺稀油回压上升, 经化验含水由原来的45%上升为为90%, 由于油井水淹使油管中的混合液流动性好转, 抽油机上行程载荷降低、下行程抽油杆阻力减小使悬点载荷增加, 图形变窄定性为油井水淹功图;玉15-9呈现井筒中混合液黏度减小, 经井口憋压等措施定性为抽油泵不工作功图, 游动阀或固定阀卡死后3千米的抽油杆在井筒中上下运动产生的。

结论

抽油杆断脱、油层供液不足等示功图与常规油井的大同小异, 这里不再赘述。为了及时掌握油井生产动态、在监控功图时只要出现异常示功图就应及时分析动态以确定相应措施。判断油井动态最常用的手段是通过井口憋压判断抽油泵是否工作, 监控示功图是否“胖”了判断井筒混合液的流动性, 根据掺稀回压的变化判断空心杆是否漏失、蜡堵、油井含水的高低等。