低产高含水自喷井管理措施及整改方案分析摘 要自喷井是青西油田作业区油气生产的主力部分，许多井在产量降低、含水率升高、生产压差减小后，面临管理困难增大、运行成本增高、综合效益降低等诸多问题，并且各井均有严重的停喷威胁。做好该类型自喷井的管理和整改工作，对整个油田的生产运行，都有着重大意义。关键词：自喷井；低产；含水；整改i 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）4从井筒上端到井口 这里“井口”指刚过油嘴节流5从井口到集输管线 有分离器的情况另作说明6从集输管线到计量站或单井罐 单井罐指井场的储罐针对上述影响我国涂料技术的不利因素，我国涂料业正进行企业兼并和整合，以期做大做强，尝试发展新模式，即建立化工园区，这样可以实现统一规划、统一“三废处理”、统一检测和研发、统一产业园区标准以及上下游形成闭环产业链等。加大科研投入，为科技创新注入强劲的血液，推行品牌建设和评选，优胜劣汰，使优秀品牌脱颖而出，以增强企业质量意识，建立各涂料品种分会，交流业务经验，提高技术水平等。本论文采用“节点分析法”， 并依据油层物理、理论力学、流体力学、渗流力学的相关知识，对油流从油层流动到计量站（或单井罐）的这一流动过程进行系统分析，并对流动阻力、影响因素及整改措施可行性进行研究与分析。3.2.1 从油层到井底油层渗流当井底压力高于油藏饱和压力时，流体为单相流动（在油层中没有溶解气分离出来）；当井底压力低于油藏饱和压力时，油层中有溶解气分离出来，在井底附近形成多相流动。井底流动压力可通过更换地面油嘴来改变，油嘴放大，井底压力下降，生产压差加大，油井产量增加。在多数情况下，油层渗流压力损耗约占油层到井口分离器这段过程总压力损耗的 10%-40%，比重还是相当大的。理论上来讲，这一阶段的流动规律符合达西渗流定律，如下公式所示：8 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）式中：——流量， （地下值）——供给压力，——井底压力，——地层渗透率，——供给半径，——井筒半径，——原油粘度，由该公式的参数和关系特性，我们可以很明显地看到油流渗流时，能量在地层中的衰减规律，在一定的波及范围内，越靠近井筒，能量的消耗就越厉害，即所谓的“渗流压降漏斗”。由上述论证可以看出，要想很大程度地降低油流在渗流时的阻力、增大井底流压，我们就得着眼于近井筒地带，可以通过改变该区域渗流状况，来实现上述目标。目前，国内外研究和实践的成果表明，最经济有效的办法就是压裂和酸化。在此要特别指出，青西油田由于属裂缝性油藏，其地质结构相当复杂，裂缝的发育程度，在很大程度上影响油流渗流状况，甚至在近井筒地带，因为某条较大裂缝的存在，将会形成局部线性流，这样阻力就小得多了。但是再向裂缝深处延伸，其依然是渗流，而且依然是满足达西渗流定律。3.2.2 从井底到井筒底端从这一阶段开始，油流进入垂直管流，其能量的消耗，主要由以下几个部分组成：式中：9 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）--井底流动压力（井底流压）--井内静液柱压力--摩擦阻力--井口总成阻力根据油藏物理的相关知识可知，在油流压力高于油藏饱和压力情况下，流体流动形态为“纯液流”，即气体完成溶解于液相中；在油流压力低于油藏饱和压力情况下，气体开始从液相中分离出来，形成小气泡。油流压力与油藏饱和压力相等时，刚好是临界状况。除油层压力的高低严重影响本阶段的流动形态外，流体的性质也是个极为重要的因素之一。这主要是从溶解气油比 的角度来考虑， 值越大，表示在同等条件下油相中所能溶解的气体就越多。通常，气体越多，油品密度就小，油质轻，油品好，所产生的静液柱压力就小，特别有利于采油举升；但气体较多时，说明油藏压力较低，且卸压很快，极易影起地层塌陷、裂缝闭合、气顶锁死等不利结果，并且使井筒内的滑脱特别严重，给井口分离器处理增加负担。1.泡状流 2.段塞流 3.段塞流 4.环状流 5.雾状流图 3-2 垂直气液两相流流态变化目前，从所测得的多数井的井底流压及试井资料来分析推算，青西油田的油层压力降低还是比较大的。而且，多数井的实际生产状况也反映出产气10 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）量较大，但很不稳定的情况。换算出的溶解比约在 范围内，其值是比较大的。因此，我们可以推测出油流在从井底流出后不久，因为压力低于饱和压力，就有溶解气开始扩散，小气泡出现，即流体由“纯液流”进入“泡状流”。 总体来讲，这一阶段的能量损耗是比较小的，约为 5%左右。 3.2.3 从井筒底端到井筒上端这一阶段是油流举升的关键阶段，也是最复杂的阶段，其流动形态、参数状况的变化，严重影响着油流举升效率。油流在上阶段进入“泡状流”后，已经有少部分溶解气析出形成小气泡，随着继续举升、压力的降低，大量的溶解气开始析出形成较大气泡，体积膨胀，大气泡连通到一定程度，形成连续的气相，与液相分离开来，就所谓的“段塞流”。其显著特征就是油管中一段气、一段液的分布。我们可以想象得到，在这种状况下，气体凭借着自身的膨胀能，可以很好地托着或是推动液柱向上运动，就像一个活塞在推油。在段塞向上运动的同时，沿管壁还会有少许油相对于气泡向下流动。虽然如此，油、气间的相对运动要比泡状流小，滑脱也小。但流体与管壁的摩擦阻力明显加大，摩阻损失开始变大。一般在自喷井采油举升过程中，段塞流是最主要的形态过程。这里要指出，在此阶段，由于滑脱和摩阻的影响，液相与气相分离，使得液相密度变大，所产生的静液柱压力要比纯液流和泡状流时大，因此举升单位体积的液量所需要的能量消耗要多得多。如果再考虑含水率的影响，那么情况就会更严重了。因为，在油藏中的气体，以烃类及烃类衍生物居多，其在油相、气相中的溶解能力较强，而在水相中的溶解能力就不那么好了，有的甚至根本就不溶于水。所以在油流流动过程中由于压力的降低，气相与液相的分离，水相也会很快分离出来。水由于自身的特性，在地层中的可压缩性11 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）是特别小的，通常压缩系数为 数量级（油的为 数量级），并且水中常会因溶解有地层中的盐分而密度变大，这就加大了与油气相的密度差异，使得“段塞”中的滑脱变得严重起来。而且含水率越高，这种现象就越严重。在滑脱的不断作用下，因为重力分异，水就会不断下沉积累在井筒底部；如果因为某种原因致使关井时间较长的话，那么井筒中的积液现象就会更严重，到时井筒中的流体分布，就会很明显地分层。密度较大的流体沉积在底端，在井口附近，只是少许两相分离较彻底的气和油，这也非常符合实际中，一开井气量特别多，且连续，过不了多长时间后油才能排出，而且以脱气油居多，几乎没有小气泡析出。如果连续出液，未脱气油将会喷出，在井口取样观察，会很明显地看到液相中有许多小气泡析出，特别是表面像“小蜂窝”一样，密密麻麻地布有“泡眼”，装在样桶中，也能很明显地感受到较脱气油和水轻得多，用力摇一会，再打开瓶盖，气体跑出后，原来装满的样桶，现在连一半的液量都没有了。当然，对于井筒底部的积水和其他积液来讲，在井底流压不是很高、地层供液能力不是很强的情况下，因为长时间关井，积液较多的话，要想开井后立即启动这部分流体，是相当困难的。在实际生产中，我们也常遇到这样的现象：开井后不久，油井还能保持几个小时的良好状态出液，而且高含水井此时取样所测得得含水率是较低的，这部分油也是以脱气油和未脱气油居多。但是，这段时间一过，也许得过很长时间，又会间出液，也有情况会有相当数量的纯水排出，在取样考克处能看到“白花花的水流”，且温度要比油流高些（这主要是因为水的比热容要比油的大得多，水散热较慢）。等水流排完了，地层底部的新鲜油流供给上来后，又能见到大量的未脱气油，这就说明油管已经“出活”。然而，正如上文分析，当含水率较高、地层供液能力不足、井底流压较12 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）低、油管堵塞、关井时间较长时，井筒下端的积水和积液，在重新开井时，是相当难启动的了。有时甚至会压死地层，这对自喷井来说是个灾难性的后果。3.2.4 从井筒上端到井口这一阶段是指油流经过最后一根油管终端到通过油嘴的过程。总体上来讲，这一流动过程是比较稳定的，主要是受到油嘴节流和回压的影响较大。油嘴的影响不言而喻，其直径的大小对整个自喷井采油过程意义重大。而对于高含水率、低产量自喷井而言，大油嘴特别有利于井筒排液，防止井筒中流体因为密度差异而产生重力分异，在地层供液能力较强的情况下，可以很好地将积水及其他积液返排出来，使井筒中流体静压力变小，出液更加顺畅。当然，油嘴过大，会使地层压力衰减较快，甚至引导地层坍塌、孔隙堵塞、裂缝闭合，也可能会引起高压水层的窜通，对于单一裂缝而言，将会使边水、底水的推进能力和速度明显加大（从去年停喷的多口井来看，青西油田的部分地区边水和底水还是相当活跃的）。而油嘴过小，不能及时将积水和积液排出，过多地积攒在井筒中，压死地层，且举升起来的油流，没有充足的时间运移走，温度又比较低的情况下，特别容易在油管中结蜡，一结蜡，变相地缩小了油管直径，进行了节流，使得出液更加不利。目前，随着油压的持续走低，回压对井筒出液的影响就表现的越来越显著，通俗地讲，回压反映的就是集输阻力，回压过高，当然输送流体的阻力就大。在油压较高，其与回压的差值较大时，回压对出液的影响就不怎么显著了，而且从生产的实际情况来看，油井管线的洗井周期就要长，而且每次洗井后回压升得还比较慢！然而在含水率升高、油压与回压压差较小的情况下，回压的很小波动，可能就会引起产量的很大变化。以青 2-51 为例，该井在 4 月末含水率升高到了 50%以上，油压通常在13 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）范 围 内 波 动 ， 可 回 压 在 刚 洗 完 管 线 后 没 几 天 就 能 达 到，听井口管线的声音，很明显地能感觉到出液十分困难，一打开取样考克，猛地会有油流喷出。如果将其改入井口单井罐，出液就特别的顺畅了，产量的增加极为明显，如下表对比所示。表 3-2 青 2-51 井回压及集输方式的影响对比序号 进系统 井口罐1油压 回压 产量 油压 回压 产量2 2.2 1.4 43.92 2.2 -- 62.383 2.2 1.6 40.57 2.0 -- 57.664 2.0 1.4 40.57 1.8 -- 55.315 2.0 1.6 39.62 1.6 -- 51.306 1.8 1.4 37.88注：所选取数据为 2010 年 4 月 14 日至 2010 年 5 月 5 日期间的统计，在此时间该井未进行其他方式整改随着油流接近井口，压力比起底部时已经降低很多，此时有可能经过段塞流的分异后，气体由于膨胀能量充足，将会在部分井筒处完全连续起来，形成“环状”，同时液相也有可能形成环状，气体在靠近油管中部处、液体在靠近油管管壁处（这主要是因为液体与气体粘度差异较大所引起的）流动，这就是“环状流”。在这种状态下，几乎没有滑脱作用，但摩擦阻力几乎达到了最大值，液体的举升主要靠气体对液体的摩擦携带作用，二者粘粘差异在一定范围内时，举升效率最高；若差异太大，如高含水时，水的粘度相当低，需要很大的摩擦力消耗才能将其举升；如果是结蜡特别严重的油质，那么蜡质结在管壁后，会使流动阻力急剧增大，也不利于举升。14 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）图 3-3 粘度差异影响环状流状态3.2.5 从井口到集输管线油流通过油嘴节流后，管径突然增大，会使流态发生相应的变化，从理论上讲，可能会出现短暂的“雾流”状况，即气相与液相都为分散相，液相如同雾珠一样分布在气相中。这种状况可以通过“伯努利方程”和“气体状态方程”推导得出。式中： ——位置水头，单位为 （ ） ——压力，单位为 ——流速，单位 ——重度，单位 ——局部阻力水头损失式中： ——流量，单位为 ——过流直径，单位为15 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）式中： ——流体体积，单位为 ——物质的量，单位为 ——常数 ——物力学温度，单位为根据流体力学的相关知识分析，通过油嘴后，过流直径急剧扩大，那么流速就会急速减小，在局部阻力水头损失不是很大的情况下，过流后压力将有一定幅度的增加，因为温度不能立即升高，所以流体的体积将会收缩，膨胀能量增大。3.2.6 从集输管线到计量站或单井罐如上文论述，此阶段主要是受集输管线阻力回压的影响显著。另外，长期以来，我们在分析回压时，很少地考虑由于地形的变化所引起回压变化及集输管线中流态的分布。在水平管流时，流速平缓，重力分异很明显，如果水中的盐分含量较高的话，此时因为温度降低当然会有部分盐晶析出，同时，油品中的蜡质也会析出在管壁有条件结蜡的位置，蜡还有一个特点就是一旦有了蜡点，那么很快蜡质就会在该点上“长大”，不断堆积，最终严重影响管径的畅通状况。这也正是我们在回压高时，要进行热洗管线的主要原因之一。如果管线要“翻山越岭”的话，在倾斜角变化时，重力影响所产生的分异状况基本是一致的。在井口使用分离器时，由于它的处理，使得气液两能很好的分离开来，并且能将气相从气管线输出、液相从油管线输出，这样两者因为密度差异在管线中产生重力分异的情况几乎就没有了。对于气量特别大的井，使用分离器是十分必要的。对于高含水、高含蜡的井，可以使部分蜡结先结在分离器底部，减少其排入后续集输管线的量，在一定程度上能起16 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）到保护管线的作用。对于进井口罐的自喷井而言，使用分离器还有个好处就是能减少排入原油储罐的气量和压力，防止气体将储罐体中的油从量油口或罐盖处吹出。例如窿 1 井、青 2-56 在油井间开情况下，刚开井时气量是相当大的，如果没有分离器处理或是分离器阀门调整不好，井口罐中的存油量（液位）又比较高时，极易将油吹出，污染罐体。3.3 小结以上系统地分析论述了油流在举升及输送过程中，因为多种因素的影响，在管路中所产生的流态的变化情况，以及流动阻力产生的根本原因。需要注意的是，油流流动过程，是个特别复杂多变的过程，甚至在实际中很可能没有出现以上五个连续的状态，举升能量和阻力的变化也不稳定，但总体而言，这一过程可以看做是一个“统一动力学系统过程”，在生产中，我们需要从宏观上把握好压力、流量、温度等基本参数，就能建立并保持好油流举升的良好状态。17 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）目 录第一章 引 言............................................................1第二章 自喷井生产现状概述..........................................22.1 自喷井采油原理......................................................................................22.2 油井出水原因..........................................................................................22.3 低产高含水状态的危害..........................................................................22.4 生产现状..................................................................................................2第三章 自喷井管柱结构及流态分析..................................63.1 典型自喷井井身及管柱结构..................................................................63.2 自喷井流态分析（节点分析法）..........................................................63.3 小结........................................................................................................13第四章 高含水自喷井稳产及延长自喷期方法研究.................144.1 地质措施................................................................................................144.2 采油工艺措施........................................................................................16认识与结论............................................................19参考文献..............................................................20 ii 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第四章 高含水自喷井稳产及延长自喷期方法研究目前，对于高含水、低产自喷井来讲，要想稳产，延长自喷期，主要的方法和措施可分为两大类。4.1 地质措施4.1.1 封堵水层，防止层间干扰通过测定产液剖面，分析试井曲线，准确地判断出出水层位，通过科学合理的堵水措施，如打入水泥环，将水层封死，就能从根本上解决出水的问题。该方法对设计和施工的工艺要求极高、难度很大，稍有偏差就会失败，甚至会误将油层或是潜力储层封死，给日后的改造造成困难。青 2-51、青2-58 目前分析判断，主要是因为层间干扰严重，产量大幅度的下降，含水率升得特别快，建议采取封堵措施，对油层进行改造。4.1.2 提高固井质量这主要是提高固井时水泥环的质量，防止高压水层串入。严格地讲，目前国内大多数钻井和修井作业的固井质量，都是很难达标的。水泥环的不牢靠，高压水层的活跃，使得油井开采一段时间后，地层及近井筒地带压力减弱后，水将通过水泥环的孔道进入油流通道而产出。这个通道一旦打通，在高压水的作用下，孔道将越来越通畅，导致油井大量出水而不产油。18 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）图 4-1 青 2-39 采油曲线固井质量较差的井，是很难实现分层开发的，特别是边底水比较活跃的井。青 2-39 井，由于固井质量很差，套管外窜通，使得该井投产后底水沿套管快速上窜到井底，导致油井很快水淹，后来进行多次打水泥塞封堵水层、往上调层后底水再次沿套管外上窜，使得该井无法正常生产。4.1.3 防止和减弱边水及底水推进从青西油田 2003 年进入大规模开采以来，数十口原来高产井、稳产井、低含水井相继停喷，绝大大数井都是因为“水淹”所致，所谓水淹，就是边水或是底水推进甚至指进，直到井底后，流动通道完全串通，形成水锥，隔绝了油流的流动通道，导致油井大量出水，水流继续推进，最终完全取代油流通道，而造成油层淹没。图 4-2 水锥示意图19 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）从许多井的水淹结果可以分析得出，青西油田虽然属裂缝性油田，但其边水和底水是非常活跃的，这就给我们自喷井的开采带来相当大的威胁和难度。目前油田水淹区域的治理和再开采，属世界性难题，对于整装油田，尚有一定作用的解决办法，而对于散装或是裂缝性油田，水淹就意味着该口井、该层位的报废，所以我们在日常生产时，要特别重视油井的边水与底水推进现象，尽最大可能延长开采周期、提高开采指数。平时，要注意该井的含水及产液变化，分析采油曲线，并通过曲线拟合及推测，评价出潜在的水淹趋势，及时调整相应的生产参数，制定出科学合理的开采制度。4.1.4 储层改造在前文的“渗流压降漏斗”分析的很清楚，油流从流动到储输过程中，很大一部分能量就消耗在近井筒地带的渗流这一过程，那么改善该地带的渗流状况，就能很大地提高井底流压，进而提高生产压差。目前常用的方法，一个是酸化，就是将盐酸或盐酸与氢氟酸的混合液（土酸）注入地层，酸液不但能溶蚀掉近井筒地带的堵塞物，如钻井泥浆、修井液中的重质成分等，还能与部分岩石反应后开辟出新的流油通道，这样孔隙、裂缝、通道通畅了，油流渗流时的阻力减小、能量消耗自然就少多了。该方法在青西油田的实施效果还是非常好的，利用该技术，不仅大幅度地提高了个别井的产量，如窿 4、青 2-35 井，还使某些井自喷井起来，典型代表就是窿 1 井，去年其在停喷后就一直再没能喷起来，进行有限的整改措施后效果并不明显，转抽后产量并不乐观且含水很高，经过酸化作业后，诱喷成功，直到今年 5 月依然出液正常且稳定，用 油嘴生产，日产量能维持在左右，且该井的含水率极低。20 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第二个就是压裂，它的原理就是利用地面泵组，将高能压裂液挤入地层，压开具有一定空间尺寸的裂缝，之后压裂液携带支撑剂运移在裂缝当中，卸压后在支撑剂的作用下防止裂缝闭合，这样就形成了具有一定导流能力的裂缝，增大了近井筒地带的渗流通道。青西油田由于油层易受污染，地层敏感性较强，油层埋深很大，高压水层活跃，就理论上讲，通过压裂来进行储层改造，难度是很大的。4.2 采油工艺措施4.2.1 优化管柱结构自喷井管柱结构优化的主要目的，在于保证油井以最大日产量自喷井时间最长，其核心目的就是如何最合理地利用油层能量的问题。在自喷井生产过程中，油管内的流动符合垂直管流规律，影响多相垂直管流压力梯度分布最主要的因素有：油管尺寸、气液比、粘度、含水率。油井在每一个产量下，都有一个最佳的油管尺寸使得油井中压力梯度或者压力消耗最小。在给定产量时，油管尺寸太小，流速过高，会使摩阻增大（摩擦损失增大），结蜡后特别容易堵塞油管，含水率较高时积水占据的油管容积比率会特别大；油管尺寸太大，流速偏低，气体的滑脱现象会很严重，流体重力分异会有更多的时机，而且浪费油管材料。因此，只有选用合适的油管尺寸时，才能使各项不利因素的影响降到最低，达到最佳能量利用率。当然，在实际生产中，经常更换不同尺寸的管柱是很不现实和经济的。在青西油田多年实践中，我们总结出通过缩小刮蜡片直径，来变相地缩小油管尺寸，取得了非常好的效果。4.2.2 优化和稳定自喷井流态如第 2 章中的分析论述，自喷井管柱中流态的分布变化，对产量和压力21 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）的影响非常明显。综合多井的资料可以看出，一些地层能量衰减较大、井底流压较低的自喷井，在优化和稳定好井筒流态后依然能很好地实现自喷并稳产。窿 8 区块目前地层压力非常低，其中的青 2-44、窿 8 井、青 2-23 等自喷井要求得较好的稳产效果，必须着力解决好井筒流态问题。图 4-3 青 2-42 采油曲线青 2-42 于今年 4 月停喷，进行多次整改措施后（如替喷、挤液、气举），也仅维持了极个别时间的间开，未诱喷成功。而该井在 6 月初转抽之后，含水率达到了接近 100%。从图 3-2 该井的采油曲线上可以看出，该井在去年底时，含水率上升得特别快，产液量也有明显的下降。分析该停喷固原，就是因为生产参数变化后，致使井筒流态严重变差，却又没能及时发现并采取相应措施（如换小油嘴、封堵水层、优化地面管柱和流程等），导致了该井最后彻底停喷。4.2.3 做好清蜡喷蜡工作22 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）目前所运行的多数自喷井，结蜡现象还是比较严重的，有时甚至会将油嘴给堵死，或是管线给堵死。对于高含水率、产量较低的自喷井来讲，结蜡直接就会破坏油井的“平衡状态”，致使产量、压力大范围的波动。如果清蜡、喷蜡工作做的不好的话，很容易导致该井停喷，例如窿 103 井，就因为清蜡工作的失误，导致该井在油压尚保持较好的情况下，就停喷了。就我的观察和总结，在测试队刚完成清蜡工作后，立即进行喷蜡，如果条件允许的话此时改入井口罐喷蜡，再开井后不但油压能有小幅度的上升，而且油流在井口附近流动很通畅，产量自然会有上升。当然，如果管线状况不好时，回压会有一定的上升，主要是因为喷出的蜡质又结在管线当中的缘故，不过从生产的实际情况来看，油压的升高是完全能抵消回压的影响的，因此总体上讲，清蜡喷蜡后产量是上升的。4.2.4 气举 通过气举作业，将高温、高压、高能氮气注入套管，一方面可融掉油管壁上的部分结蜡，另一面依靠氮气的推动，可将油管及管角处的积液等重质成分从油管井口处排出，不但减轻了油管的液柱压力，使得地层供液通畅，而且气体的举升能力得到充分发挥，大幅度地提高油井产量。4.2.5 最大限度地减少关井停井时间关井停井时间过长，会使油管中的流体有机会进行重力分异，脱气油、水分不断下沉，造成油管严重积液，液柱压力大幅度上升，启动困难。所以在通常情况下，要求自喷井都是连续生产的，即使在清蜡作业时，也要求开井清蜡（但对于油压高、气量特别大的井，为保证安全，防止顶钻，现实中操作人员会采用关井操作法，这对油井的生产造成一定的影响，例如青 2-51 井，多次发现了关井清蜡操作）；在检查油嘴时，可利用双翼井口的特点不关井来完成；在洗管线时，可一边进井口罐、一边进行洗井作业，23 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）保持油井的连续生产。4.2.6 注水补充地层能量如果注水参数把握较准的话，可以及时有效地补充地层能量，增大驱油的压差，提高水驱的效率。在条件允许的情况下，可以适当地向注入水中添加一定的药剂，一方面降低油水粘度比与流度比，防止水流指井，提高洗油效率，一方面对地层进行调剖堵水（部分水解聚丙烯酰胺、泡沫用于选择性堵水，酚醛树脂、硅酸钙用于非选择性堵水），提高波及系数。认识与结论经上述分析，针对青西油田目前低产高含水自喷井的管理措施及整改方案，我得出以下几点认识与结论：（1）选用合适尺寸的油嘴，并根据油井生产动态，适时进行调整；（2）加强资料的录取与分析，制定和实施科学合理的管理措施；（3）加强修井作业监管，提高油井改造质量；（4）做好日常维护与管理工作，如清蜡、喷蜡工作做到位，及时检查和疏通油嘴；24 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）（5）分析利用好套压与回压，如回压不高但出液不正常时，可以先改入井口罐或外排，待正常后再改入系统，不要盲目地放空套压；（6）加强员工培训，努力提升管理水平与解决实际问题的能力。25 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业论文（论文）参考文献[1] 徐峰.建筑涂料与涂装技术.北京:化学工业出版社，1998. 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An approach to reservoir management，SPE 20747.26 第一章 引 言青西油田作业区是玉门油田原油产品生产的主力单位，其产能占到整个油田的 60%以上，所创造的经济效益也是首屈一指,如何做好本作业区的油井生产管理，进一步提高生产效率和经济效益，是一项十分重要的工作。目前，青西油田作业区共有投产井 67 口，其产能保持在 左右，其中自喷井虽然只有 15 口（2009 年 5 月 1 日统计），不到总井数的 22%，但其产液量和产油量均占日产量的 60%以上。并且无论是从运行成本，还是人力资源投入上讲，自喷井的生产效益比所有抽油井的总和要高得多。因此，做好自喷井的日常生产管理，在平时的工作过程中显得尤为突出和重要。然而近年来，由于采油和地质方面的多种原因所致，使得许多原来高产井、稳产井、含水较低井，都已停喷甚至停产，特别是窿 6 区块的油井见水后产量损失严重，个别井发生完全水淹；许多自喷井在上修和转抽之后，又面临含水高、泵效低、事故率高、经济效益差等一系列问题，严重影响和制约了青西油田的生产运行。所以，更进一步挖掘自喷井生产潜力，努力延长油井自喷期，做好油井生产管理工作，是油田开发的重点内容之一。目前青西油田所运行的所有自喷井，面临的问题和困难十分突出，特别是低产井和高含水井，我们必须及时采取科学的管理措施、实施有效的整改方案，才能获得较好的开发效益。1 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第二章 自喷井生产现状概述在世界石油工业中，自喷井因为其易于管理和维护、开采成本低廉、综合效率突出等特点，成为油田开发的最理想开采模式。2.1 自喷井采油原理自喷采油就是原油从井底举升到井口，从井口流动到计量站或单井罐，全部依靠油层自身的能量来完成的。自喷采油的能量来源主要有以下两个方面：第一，来源于油层压力到井底油流所具有的压力；第二，随同原油一起进入井底的溶解气所具有的弹性能量。2.2 油井出水原因油井出水的原因，归纳起来，主要有以下几点：(1)钻进固井质量差，造成套管外窜槽；(2)射孔误射水层；(3)油井生产过程中套管损坏；(4)井下作业增产不当，破坏油井密封条件；(5)采油压差过大，引起层内底水侵入；2 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）(6)地质断层、裂缝造成外来水侵入。2.3 低产高含水状态的危害自喷井进入低产量、高含水状态后，会对正常生产带来一系列的的影响和危害，归纳起来，主要有以下几点：(1)产油量降低；(2)油压过低，生产压差减小；(3)油井管理维护成本增加，难度增大；(4)面临严重停喷威胁。2.4 生产现状随着开采程度的不断加深，地层压力逐步下降，部分自喷井含水上升、油井自喷井能力大幅度降低。为了提高原油产量，对自喷能力差、产量较低的自喷井实施转抽，以增大生产压差。目前，青西油田绝大部分油井已经转抽生产，自喷井仅有 15 口，其生产特征主要有以下几个方面：2.4.1 井口油压较低青西油田地质状况十分复杂，目前还没有进行大量的能量补充，随着开采程度的加深，势必造成地层压力的大幅度下降。窿 6 区块地层压力由最初的 ，下降到目前的 左右（折算至海拔 ）。柳沟庄柳102 井组地层压力由 下降到 左右；窿 101 区块和窿 8 区块由于没有能量补充，其地层压力分别由最初的 和 ，下降到目前的 和 。其中窿 8 区块的地层压力下降幅度最大，到达了55.2%。正是由于地层压力下降幅度大，目前所有自喷井的井口油压已经变得很低很低，在 之间。3 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）表 2-1 部分自喷井油压、回压、含水率抽样表序 号 井 号油 压 回 压 含 水 率（%）1窿 62.8 1.0 12.02青 2-214.2 1.1 16.03青 2-274.8 1.7 68.04青 2-322.5 1.1 29.15青 2-371.6 1.5 58.36青 2-511.5 1.4 62.0注：摘自 5 月 23 日《生产日报表》部分井因为油压与回压很接近，（根据嘴流公式：回压达到或超过油压的一半时对油井的生产将会产生明显的影响），致使油井出液很不顺畅，有时会发生“井堵”现象。由于井口油压过低，自喷井能力较弱，导致油井不能实现连续生产，只能间开，如窿 1、窿 4、青 2-23 目前均为间开井。2.4.2 产液量和产油量明显较低而且均有下降趋势目前除青2-37为百方井外，其余井产液量均低于，部分井低于，降产特别严重。青 2-51 去年 9 月产量保持在 以上，到今年5 月减产到 （流程为井系统情况），而且含水上升特别快。青 2-58由去年 11 月初投产时的 减产到 5 月的 以下，且油井不能维持连续生产，只能保持间开，在进行多次有限的整改措施之后，并没有起到明显的效果。2.4.3 油井含水率持续上升、井筒流态变差目前所有井中未有一口是纯油井，有的井含水率已远远超过20%，而且均有继续增高的趋势。由于窿6区块存在明显的水驱特征，随着开采程度的4 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）加深，油水界面逐步抬升，由最初的升高到现在的 ，导致油井（层）逐步见水甚至发生水淹。例如青 2-51 井，2007 年 10 月射孔完井及酸化作业后，日产高达 ，几乎不含水。到去年 9 月含水率也仅为 2%左右，而到今年 5 月已飙升至 60 以上，并且降产特别严重。含水过高，不但使得井身流态变差，层间干扰突出，影响油井的正常出液，也给管线集输、联合站的处理工作带来了很大压力。2.4.4 油井间开且不稳定部分井一天的开井时间只有20小时，有的甚至更低，关井恢复压力较快，但开井后卸压也特别快，出液很不稳定。窿1、窿4、青2-23井现在是间开，窿1关井4小时后油压能恢复到以上，但开井仅 后，才开始出油，油压就降到 以下，继续开井约 后降到 甚至落 0，井不出，维护及管理难度很大。2.4.5 生产过程中没嘴明显偏大自喷井管理，最重的一点就是油嘴尺寸的选取。青西油田在开发初期，许多油井均进行了试井资料录取工作，并以此为依据确定了科学合理的工作制度、开采方案，以及根据油井生产动态变化进行适时调整。然而，青西油田由于产量压力特别大，为了完成原油生产任务，绝大部分的油井生产过程中，均采用大油嘴生产，而且油嘴有逐年放大的趋势，致使油井稳产难度很大。窿 6 区块油井油嘴偏大，生产压差较大，导致的严重后果就是油井快速见水及水淹。2.4.6 生产管柱结构不合理青西油田储层裂缝发育，地层敏感性强，在钻井过程中，极易造成储层污染破坏；完井投产后，很多油井只有通过酸化解堵的改造，才能获得产能。在油井生产时，通常采用 组合管柱进行生产。由于初期产量较高，5 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）这种组合形式的管柱可以满足生产需要。当油井产量下降后，管柱尺寸偏大，不利于油井的稳产。而且个别井采油酸化管柱生产，严重制约了油井资料的录取与分析2.4.7 多数井管理制度存在不合理和不足之处例如开关井时间的把握（这主要是针对间开井和措施井而言），几乎所有的自喷井在进入间开这一阶段后，过不了多久，就会彻底停喷，进行有限的整改措施之后，也不能很好的完成诱喷。这就意味着“自喷井的死亡”。平时，在进行洗管线、洗井、清蜡、检查油嘴等作业时，盲目地关井、改井口流程、用液不合理、关井时间过长等因素，都会严重影响油井出液。有这样一个理论，在油井正常生产时，从井底到井筒，到井口，再到流程，这是个动态平衡过程，上述诸多不合理因素的影响，都会对这个平衡过程造成很大的破坏，也许过段时间，油井又会建立起新的动态平衡过程，但也有可能彻底打乱流态致使油井不出。要想维护好流态、把持好油井最佳生产状态，必须制定和实施好科学合理的管理措施和整改方案。6 中国石油大学（北京）现代远程教育毕业设计（论文）第三章 自喷井管柱结构及流态分析3.1 典型自喷井井身及管柱结构图 3-1 自喷井井身及管柱结构示意图1：油气分离器；2：地面油嘴；3：井口；4：井下安全阀；5：井下节流器；6：井底；7：井底油层面；8：油层边缘；9：集气管网；10：油罐3.2 自喷井流态分析（节点分析法）表 3-1 流程“节点分析”划分序 号 节 点 名 称 备 注1从油层到井底—油层渗流2从井底到井筒底端 “井筒底端”是油管底部3从井筒底端到井筒上端7