ProdDesign模块在采油工程方案设计中的应用
王桂英
（胜利油田有限公司采油工艺研究院）
摘要：扎尔则油田(ZARZAITINE)位于阿尔及利亚首都阿尔及尔东南1500km，其中主力含油层系为泥盆系下段F4油藏， F4油藏中深平均1400m，平均地面海拔565m。属于中孔、中渗、含油饱和度较高、原油物性很好、具有气顶和边底水、受断层控制的背斜油藏，属正常压力系统。本文叙述了在后期的采油工程调整方案中，运用ProdDesign模块，对油井流入动态和多项垂直管流压力分布进行预测，对生产系统进行优化设计的结果。 关键词： ProdDesign、流入动态、垂直管流、生产系统
1 概述
扎尔则油田(ZARZAITINE)位于阿尔及利亚首都阿尔及尔东南1500km，平均地面海拔565m。在泥盆系和石炭系共发现14套含油气层系，其中主力含油层系为泥盆系下段F4油藏，为具有气顶的过饱
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和油藏，含油面积100km。扎尔则油田F4油藏平均中深1400m，与泥盆系中上段地层不整合接触。从构造顶部到东侧翼部，地层厚度在18～82m之间变化，平均地层厚度46m。于1959年12月正式投入开发，开发初期油井多以自喷形式顶底合层生产， 1964年底开始逐渐转为气举方式并双管顶底分层开采，1965年底开始利用双管顶底分层注水。
该油田属于中孔、中渗、含油饱和度较高、原油物性很好、具有气顶和边底水、受断层控制的背斜油藏，属于正常压力系统。
为了进一步改善开发效果，提高油田最终采收率，在后期开发调整方案中，油藏工程对井网进行了调整，设计新油井及措施井共计149口。对此，在采油工程方案设计中，运用PEOffice软件中的ProdDesign模块对其垂直多项管流压力场分布进行了分析，并对不同开采方式进行了优优设计及动态预测。油藏流体性质见表1，油田开发指标见表2。
表1 油藏流体性质
地面原油密度 g/cm 地下原油粘度 mPa.s 原油体积系数 原油压缩系数(kg/cm2) 泡点压力 kg/cm 原始气油比 m/m 地层水密度 g/cm 含盐量 g/l 地层水 PH 地层水粘度 mP.s 地层水压缩系数(kg/cm) 注入水层位 注入水密度 g/cm 含盐量 g/l 注入水 PH 32-13332-130.81 0.015 1.2635 16.76×10 116.9（-835m/Nm） 82.5 1.075（25℃） 158 5（25℃） 0.409 3.63×10 石炭系A层 1.016（22℃） 20 7.2（22℃） -5-5 120
表2 区块调整方案指标预测表
开井数，well 时间 注水井 22 36 52 59 64 64 67 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 69 单井，m 日液 水平 76.7 69.7 71.2 67.0 65.4 63.5 63.9 64.0 62.8 62.2 62.4 63.7 65.4 66.3 67.3 68.6 68.7 70.0 70.6 日油 水平 55.1 54.7 53.8 48.7 46.2 42.8 40.8 39.3 36.9 34.8 33.6 32.5 31.6 30.1 28.9 27.7 26.0 25.0 23.7 含水 % 3生产气油比 m/m 33注水量 单井 全区日注日注 m 349 207 146 132 128 130 117 105 103 102 101 101 102 102 102 102 101 101 101 3F4采出总 生产井 水平 m 7674 7469 7617 7813 8191 8330 7871 7238 7106 7052 6975 6985 7008 7064 7004 7007 6992 6996 6948 3底层采出底层压力 程度 程度 ％ Kg/cm 82.7 84.4 84.9 85.8 86.5 87.5 88.2 88.5 88.8 89.2 89.6 90.1 90.5 91.0 91.4 91.9 92.3 92.7 93.1 2％ 35.7 36.7 37.7 38.7 39.8 40.9 42.0 42.9 43.8 44.6 45.4 46.2 46.9 47.6 48.3 48.9 49.5 50.1 50.3 05-12-31 95 73 28.1 21.5 24.5 27.2 29.3 32.6 36.1 38.7 41.2 44.0 46.2 48.9 51.6 54.6 57.0 59.6 62.1 64.3 66.4 131 106 98 93 93 94 90 85 84 84 84 84 85 85 86 86 87 88 89 41.9 42.3 42.8 43.3 43.8 44.3 44.8 45.2 45.6 46.0 46.3 46.7 47.0 47.3 47.6 47.9 48.2 48.4 48.5 06-12-31 113 77 07-12-31 130 78 08-12-31 151 92 09-12-31 166 102 10-12-31 172 108 11-12-31 172 105 12-12-31 170 101 13-12-31 170 101 14-12-31 170 101 15-12-31 168 99 16-12-31 168 99 17-12-31 167 98 18-12-31 167 98 19-12-31 165 96 20-12-31 164 95 21-12-31 164 95 22-12-31 162 93 23-05-16 161 92
2 生产系统设计
根据油田的地质配产情况，采用油井举升方式技术筛选软件筛选出最佳举升方式，筛选结果见
表3。由表中优选结果看，该油田最佳采油方式为气举生产。
表３ 油井举升方式筛选结果表 排序 1 2 3 4 5 6 举升方式 气举 游梁机 水力泵 螺杆泵 喷射泵 电潜泵 分值 0.729 0.403 0.384 0.378 0.336 0.284
依据筛选结果并结合该油田的实际情况，经综合分析，确定出调整井分别采用气举、有杆泵、电潜泵三种生产方式。针对三种开采方式，运用ProdDesign模块对其进行了生产动态预测、压力剖面分析及生产参数优化设计。设计中所用基础数据见表4。
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表4 设计计算基础数据表
油层中深，m 油层温度， ℃ 温度梯度，℃/100m 体积系数，m/m 原油粘度，mPa.s 产液指数，t/d.MPa 油藏压力，MPa 331400 84 2.8 1.2635 0.515 10,20, 30, 8,9,10 原油密度，g/cm 天然气相对密度 地层水密度，g/cm 气油比，m/m 饱和压力，kg/cm 含 水， % 气举单井日注入量，10m/d 43233330.81 1.0983 1.075 130 116.9 20,30 1.8,2
2.1 流入动态预测
油井流入动态是指油井产量与井底流动压力的关系，它反应了油藏向该井供油的能力。它既是确定合理工作的依据，也是分析油井动态的基础。该软件对不同类型的油井分别提供了相应的计算模型。该设计中，对不同压力条件下油井流入动态进行了预测，结果见图1。 2.2 压力剖面的计算
图1 井底压力与产油量的流入动态（IPR）图
该功能可模拟计算多项垂直管流的压力分布情况，该方案中，对油井在不同产量情况下的压力剖面进行了分析，预测结果见图2。
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图2 压力剖面与测量深度关系图
2.3生产参数设计
（1）有杆泵生产动态预测
根据开发指标，以定产量设计，优化出最优生产参数，使得油井在最佳状态下生产。设计中，对有杆泵生产参数进行了优化设计。设计结果见表5。
表5 有杆泵生产动态模拟 冲 程 m 3.6 3 3.6 3.6 4.2 4.2 一级泵 挂 m 杆长度 m 1180 1100 1280 1240 1120 1080 599 550 485 484 433 426 二级杆长度 m 581 550 795 756 687 654 最小 载荷 KN 33 30 33 32 28 27 最大 载荷 KN 76 73 69 68 62 61 设计防 冲距 m 0.598 0.567 0.699 0.672 0.61 0.587 抽油机型号 泵型号 冲 次1/min 动液面 m CYJY10-4.2-53HB CYJY10-4.2-53HB CYJY10-4.2-53HB CYJY10-4.2-53HB CYJY10-4.2-53HB CYJY10-4.2-53HB LS70 LS70 LS56 LS57 LS56 LS57 6 8 8 8 8 8 627 598 641 630 610 591
根据模拟结果可以看出，选择φ70、φ56、φ57泵均可满足该区块的配产要求。在生产过程中，可根据产量的变化对生产参数进行调整。
（2）电潜泵生产动态预测
电潜泵采油系统设计的主要内容是在限定泵入口液温度的条件下确定不同产液指数、不同含水阶段的最大产量及电潜泵的工作参数和工况指标。该软件以油藏的供液能力为基础，从最大限度地满足油层与井筒之间的供采平衡出发，利用节点分析法、优选出最佳工作参数，保证油井处于最佳状态下生产。动态预测结果见表6及图3～图4。
表6 电潜泵生产动态预测
序 号 1 2 电潜泵厂家 Reda Reda 电潜泵型号 A400 A230 深 度 m 1548.98 1548.98 泵级数 81 234 扬 程 m 789.545 809.758 123
由预测结果看出，在满足油田配产的条件下，这两种型号的电泵均可满足油田的生产需求。
图３ A400 型电潜泵特性曲线（频率=60HZ）
由特性曲线见，配产指标在电泵的有效工作区内，即表示所选泵型满足要求。
图４ 不同产量下压力剖面与测量深度关系曲线
（3）气举生产动态预测
气举井设计的关键是气举阀位置分布和打开压力的确定，在确定最大产量的前提下，对气举生产参数进行优化计设，计结果见图5及表7。
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图５ 气举生产动态预测
表7 气举生产参数设计表
阀级 测量 深度 m １ ２ ３ ４ ５ 208.85 378.8 512.21 612.2 680 垂直深度 m 208.85 378.8 512.21 612.2 680 温度 ℃ 53.37 57.74 61.17 63.74 65.49 1.423 1.426 1.513 1.596 1.735 计算阀 嘴直径 mm 选择阀 嘴直径 mm 3.175 3.175 3.175 3.175 3.175 地面调 试压力 MPa 3.64 3.47 3.29 3.12 2.94 21184.21 20186.64 18939.43 17095.15 14500.32 操作注气量 m/d ３
通过以上设计，对该区块的不同举升方式设计优选出了最佳协调生产参数，为油田的生产开发提供了可靠依据。
3结 论
PEOffice软件界面美观，图表直观明了，设计内容齐全。能够自动选择最佳相关计算公式，并且可利用实际生产及测试数据对相关计算式进行修正，以达到最大限度的降低设计误差，从而提高了设计精度。同时具备了地质和工程模块，有利于工作的衔接与配合，简化了工作流程，提高了工作效率。
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