1、電泵井油套環空泡沫段長度范圍的探討         摘要：探討泡沫段的形成機理，采取三種不同方法對14口井進行了驗證，得出不同驅油方式、套壓、沉沒度級別、采聚濃度、含水等級等方面對油套環空泡沫段形成產生的影響。初步確定了油套環空泡沫段的長度范圍，得出水、聚兩驅及不同級別的沉沒度油套環空泡沫段存在一定的差異，聚驅井泡沫段高于水驅井；套壓越低，泡沫段越長；沉沒度級別越高的井泡沫段越長；采聚濃度越高的井泡沫段越長；含水級別高的井泡沫段高度越小。 關鍵詞：電泵井泡沫段 套壓沉沒度聚合物 Abstract: discusse

2、s the formation mechanism of the bubble period, take three different methods to 14 Wells to the test and got a different oil displacement method, set of pressure, and sunk degrees, by concentration level together, water level of empty bubble period of oil ring forming influence. Preliminarily determ

3、ines the oil set the length of the bubble ring empty for range, draw water, get together two flooding and different levels of sunk degrees of empty bubble ring for oil there are some differences, polymer flooding the well foam section water flooding the well above; Set of pressure is lower, the long

4、er the bubble period; The higher the level of the sinking of the longer period well bubble; In the higher concentration of together well the longer period bubble; Water levels high bubble period the little more highly well. Keywords: electric pumping Wells bubble period of casing pressure sank degre

5、es polymer 中圖分類號：TU74文獻標識碼：A 文章編號： 一口井產液量是生產壓差確定的，當地層壓力穩定，流壓的高低決定油井產量。流壓常常以動液面的變化間接地表示，但由于泡沫段的影響，動液面與流壓不是單純的直線關系，因此，常出現液面上升而產量不變的情況。主要原因是存在泡沫段，其實際是流壓沒變，所以產量不變。若認識不清，可能誤以為地層壓力上升而進行大泵提液，造成措施無效果。尤其是產量較大的電泵井的設備要求，克服泡沫段的難度就更大，因此準確分析判斷電泵井泡沫段的大小范圍，是保證油井以最佳產能生產的關鍵。 1原因分析 根據目前生產實際中，抽油井普遍存在油套環空泡沫段，分析主要原因是由于當流

6、壓低于原油飽和壓力時，原油中溶解氣不斷從原油中析出來，在油套環空中形成氣-液混合的“泡沫段”，由于“泡沫段” 相對于油水界面密度較小，同時表面張力加大，容易附著在真實液面之上，特別對產量大的電泵井，泡沫段更易堆積，見圖1。 1泡沫段；2實際液面；3實測液面及死油蓋圖1泡沫段示意圖 2確定泡沫段長度的三種方法 2.1洗井前后測得泡沫段長度 在生產實際中，根據生產資料和動態分析，對6口即將實施上產措施的電泵井進行了熱洗方法進行了核實液面工作，為防止電泵井電纜的老化，保持熱洗液溫度在72 C，熱洗時間控制在2個小時，前后對比平均泡沫段長度在116.65m。 2.2放套壓法測得泡沫段長度 根據流體力學

7、的基本原理，以及采出井穩定生產時排量不變則吸入口壓力不變的基本條件，降低套管壓力，環空動液面就 會上升(圖1-a、b)。當套壓降到一定值后，真實液面超過泡沫段高度時，泡沫段隨之消失。如圖1所示，是A井在不同的套壓下測得的液面長繪制的曲線，可以得出套壓與液面深度關系如圖2中的曲線BC段所示，該井套壓在0.7MPa后保持穩定下降，則動液面按線性關系上升。 圖2套壓與動液面深度關系曲線 圖3套壓與動液面深度關系曲線 在有泡沫段情況下，所測得的液面值反映了泡沫段的上部位置。降壓時泡沫段并不是隨著真實液面保持固定長度同步上升，而是相對的滯后，隨后部分地被下面上升的液體所占據，直到整個泡沫段全部被占據后才

8、測到真實液面。此后曲線的斜率才近于常量，反映出套壓與液面的對應關系。因此過第一個測點P1與后幾個真實液面測點所得到的直線的延長線的橫向距離，就是泡沫段的長度。同理，過不同測點作橫軸的平行線，可與該直線相交，從而得到不同時刻的真假液面距離Li。根據3口井的生產實際放套壓測得前后平均差值為52.36 m。見圖3。 2.3理論計算泡沫段長度的大小 （1）氣柱段 靜氣柱段壓力計算 Pg= Poes es=e0.03415L/(TZ) 式中：Pg-氣柱壓力，Mpa； Po-套壓，Mpa；T 井筒溫度，K；-天然氣比重，無因次； Z-氣體偏差系數，無因次。 動氣柱壓力計算 Pg= Po2e2s 0.011

9、9fQg2T2Z2(e2s-1)/(d1-d2)(d12-d22) 式中：f-流動摩擦系數，無因次； d1-套管內徑，m；d2-套管外徑，m； （2）油氣段 密度和氣泡速度計算 當井低壓力低于飽和壓力時，從原油中分離出溶解氣泡，該段原油不流動，氣泡流動。氣泡受力狀況為：向上浮力，向下重力及流動阻力。氣泡向上流動過程中，壓力越小，體積越大，體現為加速運動過程，初速度為流體流速。因此，應從泵吸入口至動液面進行分段計算，分別計算出每小段的氣泡平均流速，氣泡和原油體積百分比，流體平均密度，最后計算出液面至泵吸入口壓力。 根據牛頓第二定律，計算每段氣泡加速段，即F-Fm-mg=ma 其中F=Vgig ；

10、Vgi= PoTiQg/(PiTo) 式中：F-氣泡浮力，kN；Fm-流動阻力，kN；m-氣體質量，kg；g-重力加速度，m/s2；a-加速度，m/s2；Vgi-不同溫度和壓力下氣泡體積，m3/s；-油氣段平均密度，t/s3；Ti、Pi-不同溫度和壓力，K、Mpa。 根據水力學原理，氣體壓力損失為：P f =0.01hiV2/(2g)(d1-d2) 其中=oi(q- Vgi/V)/q giVgi/q 式中：hi-各小段長度，m；P f -氣泡流動摩擦壓力損失，Mpa；-氣泡流動摩擦系數，無因次；V-氣泡流速，m/s；oi、gi-不同溫度下油、氣密度，t/m3。   

11、0;      若雷諾數Re2200時，=64/Re；當雷諾數Re2200時，-0.5=1.14-2lg/ (d1-d2) 21.25/Re0.8 式中：-管壁粗糙度，m。 Fm=AP f 式中：A-氣泡總段面積，m2。 根據運動學原理有：V2- Vo2=2ahi 式中：Vo氣泡初速率，m/s。 在計算中，因公式中存在未知數密度，壓力Pi，可先設密度，計算壓力，應用計算機循環計算，當二次密度差小于某個無限小值，即為該段平均密度。 從液面至泵口分別計算壓力：Pi= Pi-1 0.01hi 式中：Pi各段壓力，Mpa。 泡沫段計算 ：HP= HZ-

12、(L-100Pc/o) Hz= 200Pn/o 式中：HP-泡沫段長度，m；Hz-真實液面，m；L-動液面深度，m；Pc-套壓，Mpao-原油密度，t/m3Pn-泵吸入口壓力，Mpa。 經計算泡沫段平均長度為120m。 3泡沫段長度的范圍討論 （1）套壓與泡沫段大小關系。2010年某礦油氣比一般為120m3/t，油層中部深度950m左右，經計算，套壓越低，泡沫段越長。當套壓為0時，泡沫段長度為100-150m，當套壓大于1時，泡沫段長度比較小，小于30m。 （2）沉沒度與泡沫段大小關系。統計表明，沉沒度級別越低的井泡沫段的高度越高。沉沒度級別等于小于400m，泡沫段高度在400m 左右。沉沒度

13、級別在400-500m之間，泡沫段高度在200m 左右。沉沒度級別在500-600m之間，泡沫段高度在70m 左右。沉沒度級別在600m以上，泡沫段高度在50m 左右。可見，沉沒度每下降100m，泡沫段高度上升幅度會更大，甚至達到了200m以上的上升幅度。 （3）聚合物與泡沫段大小關系。由于聚合物是一種單體經聚合反應所得到的產物，通常是有機合成高分子，相同的體積下，聚合物溶液比水更具有增粘性，當水驅與聚驅的采出井形成同樣 “泡沫段”時，由于聚驅井的聚合物有較強的粘性，且更具有較大的界面張力，會對“泡沫”液膜的穩定起著重要作用。因此聚驅較水驅更易形成“泡沫段”。從兩驅驗證的平均單井對比，水驅泡沫

14、段高度為58.01m，聚驅泡沫段高度為171.45m，高于水驅泡沫段113.44m。 （4）含水、采出液濃度與泡沫段大小關系。統計表明，含水級別越低的井泡沫段高度越高，采聚濃度越高的井泡沫段高度也越高。含水等于小于80%，采聚濃度在500mg/L時，泡沫段高度在170m 左右。含水級別在80-90%之間，采聚濃度在400-500mg/L之間時，泡沫段高度在150m 左右。含水級別大于等于90%，采聚濃度在200-300mg/L之間時，泡沫段高度在50m 左右。 4結論 （1）泡沫段長度的確定，可以為大泵提液提供堅實可靠的基礎。 （2）通過三種方法，可以得到泡沫段的長度。洗井簡單省時易操作，準確率較高，對電泵井電纜有一定損傷；放套壓法，可以粗略估計泡沫段長度，操作復雜；理論計算泡沫段長度，可有效