高效離心萃取機處理水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

高效離心萃取機水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

????摘要:高效離心萃取機水平井井下油水分離技術(shù)可以有效地提高臨界產(chǎn)量，能使底水油藏中的油井在低含水甚至無水情況下高速開采，是開采底水油藏的一種非常有效的方法。該方法通過動態(tài)地調(diào)節(jié)采油采水速度，使水區(qū)產(chǎn)生的壓降可以平衡采油造成的壓降，有效地緩解底水錐(眷)進，甚至可以完全消除水錐(脊)，進而可在短的時間內(nèi)達到大的采收率。通過建立水平井井下油水分離技術(shù)的數(shù)學模型，推導和求解新的臨界產(chǎn)量公式，預側(cè)開發(fā)動態(tài)，優(yōu)??采油方案。高效離心萃取機處理水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

????關(guān)鍵詞:水平井;底水錐(脊)進;井下油水分離;臨界產(chǎn)量;采收率

????在底水油藏開發(fā)中，水平井發(fā)生水脊是較為普遍的現(xiàn)象，而且水平井一旦水突破，將導致含水量迅速上升，產(chǎn)油量迅速下降，以致整口井被完全水淹而報廢。因此需研究一種有效地控制水平井底水脊進的新方法—井下油水分離技術(shù)。該技術(shù)可以使底水油藏中的水平井在低含水甚至無水的情況下高速開采;同常規(guī)控制底水錐進技術(shù)相比，由于該技術(shù)不涉及任何化學試劑，對油層污染小，起到了有效地保護油層的作用。

井下油水分離是一種新技術(shù)，需要建立相應的數(shù)學模型，經(jīng)過嚴格的推導，通過解析法求解，明確其物理機理，才能證明其有效性和可行性。本文主要是根據(jù)生產(chǎn)實際情況，建立井下水平井油水分離技術(shù)的數(shù)學模型，通過保角變換和勢函數(shù)理論，推導出井下油水分離技術(shù)在底水驅(qū)油油藏水平井中新的臨界產(chǎn)能公式，用于指導現(xiàn)場制定采油優(yōu)化方案。高效離心萃取機處理水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

1應用原理

????井下油水分離技術(shù)在水平井中的應用如圖1所示。該技術(shù)采用了多層完井技術(shù)，水平井一支鉆入產(chǎn)油帶，水平井另一支鉆入水層中。產(chǎn)出的油通過套管送到地表，水則通過油管輸送到地表。

????該技術(shù)的優(yōu)越性是將油水在產(chǎn)出地表之前就進行了分離，產(chǎn)出的油不含或含少量水，產(chǎn)出的水幾乎不含油。由于產(chǎn)出的水污染小，可以直接回注到一個閉合油藏，或是直接排放。這樣就免去了所有與舉升和處理水相關(guān)的費用，尤其適用于海上油田。

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2臨界產(chǎn)量公式的提出

????壓降是產(chǎn)生水錐(脊)進的主要原因，減小水錐常規(guī)的辦法是降低壓降，而壓降和采油速度是成正比的，降低壓降就等于降低采油速度。許多分析中的一個基本結(jié)論是，如果采油速度非常低就可以避免水的錐進，而產(chǎn)出的只有油。這個低流速叫做臨界流速，即無水錐產(chǎn)生時的大采油速度。如果油藏在所有的時間內(nèi)都以臨界流速開采，由于沒有水錐產(chǎn)生，水驅(qū)為典型的活塞式驅(qū)替，油藏驅(qū)掃均勻，將達到大的采收率。所以在現(xiàn)場開采中保持臨界產(chǎn)量是非常重要的。底水油藏開采的優(yōu)化方案就是保持油產(chǎn)量始終在臨界產(chǎn)量以下。高效離心萃取機處理水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

????然而，這就產(chǎn)生一個實際困難，臨界產(chǎn)量值往往非常低，經(jīng)濟效益低，以致于不能被現(xiàn)場使用。井下油水分離技術(shù)是多層完井技術(shù)的延伸，通過優(yōu)化兩口水平井的位置和采油、產(chǎn)水速度，可以大大提高臨界產(chǎn)量，使水平井可以保持高產(chǎn)量生產(chǎn)而不產(chǎn)生水脊，提高采收率，從而實現(xiàn)了臨界產(chǎn)量優(yōu)化的目的。

????所以，井下油水分離技術(shù)產(chǎn)能研究的關(guān)鍵就是確定無水采油量，即臨界產(chǎn)量，并與常規(guī)的單一水平井臨界產(chǎn)量目比較，確定影響臨界產(chǎn)量的主要因素，定量地描述井下油水分離技術(shù)的優(yōu)越性。

由于是強底水驅(qū)油，油藏頂部為封閉邊界，油水界面為恒壓邊界。通過鏡面映射可以把該平面變成無窮大地層中單排水平井，如圖2所示。

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????通過勢能疊加原理，可以得到在底水驅(qū)油油藏中，雙層雙枝井下油水分離技術(shù)的勢能分布函數(shù)。

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3應用舉例

????把本文導出的公式應用于我國渤海某海上油田水平井，根據(jù)式(4)，計算該井在采用井下油水分離技術(shù)時的臨界產(chǎn)量值。

臨界產(chǎn)量隨抽水井的產(chǎn)水量的變化曲線見圖4，圖上橫坐標為抽水井產(chǎn)量，縱坐標為生產(chǎn)井臨界產(chǎn)量。由圖4可以看出，上層油井的臨界產(chǎn)量受下層抽水井產(chǎn)水量的影響。當下層抽水井的流速為0 m3/s，臨界產(chǎn)量為22 m3/s，相當于傳統(tǒng)單一水平井。在井下油水分離技術(shù)中，當下層產(chǎn)水井抽水量增加時，上層油井的臨界產(chǎn)量線性增加。高效離心萃取機處理水平井井下油水分離控制底水錐進新方法

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????當抽水井產(chǎn)水量為600 m3/d時，上層油井的臨界產(chǎn)量可以達到320m3/d，大大高于沒有使用井下油水分離技術(shù)的臨界油產(chǎn)量(22 m3/d )。所以生產(chǎn)油井即使保持300 m3/d的速度產(chǎn)油，也不會有水脊產(chǎn)生，對于上層生產(chǎn)油井可以一直保持無水產(chǎn)油，達到了高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的效果;而抽水井中所抽的水，因為沒有與油混合，比較純凈，不需要經(jīng)過任何地面處理就可以直接排放進海中。

換言之，如果沒有井下油水分離井，任何高于22 m3/d的油產(chǎn)量都將迅速導致水平井水突破，使得產(chǎn)油量迅速遞減，降低采收率。

4結(jié)語

????1)傳統(tǒng)水平井臨界產(chǎn)量低，不能從根本上解決底水錐進問題。

????(2)水平井井下油水分離技術(shù)可以有效地提高臨界產(chǎn)量，能使底水油藏中的油井在低含水甚至無水情況下高速開采，是開采底水油藏的一種非常有效的方法。

????(3)建立了井下油水分離方法的數(shù)學模型，并求出了解析解，根據(jù)本文公式可以預測和模擬不同的油藏井下油水分離技術(shù)的臨界產(chǎn)量，提供井下油水分離技術(shù)的優(yōu)化方案，即決定臨界產(chǎn)量下的產(chǎn)油和產(chǎn)水比。

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