超稠油潛油電泵尾管裝置的研制與應用

杜林輝 劉玉國 劉 瑞 睢 芬 涂 東

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二廠，新疆輪臺 841604）

超稠油潛油電泵尾管裝置的研制與應用

杜林輝 劉玉國 劉 瑞 睢 芬 涂 東

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二廠，新疆輪臺 841604）

塔河油田超稠油電泵井受摻入稀油的不穩定性、稀稠油混配效果差影響，電泵運行工況極不穩定，故障停機井次多，運行壽命低，且現有技術水平難以動用原油黏度100×104mPa·s以上、黏溫拐點3 500 m以下井儲量。為改善電泵運行工況，延長運行壽命及動用超稠油井儲量，從改善稀稠油混配效果及確保超稠油能夠順利入泵出發，研制了電泵加裝尾管裝置，并進行了5井次礦場試驗。試驗表明：該裝置能夠提高稀稠油混配效果，改善電泵運行工況，動用超稠油井儲量，在稠油電泵井中具有廣闊的應用前景。

超稠油；潛油電泵；尾管裝置；混配效果

塔河油田采油二廠縫洞型碳酸鹽巖稠油油藏具有超深、超稠、高密度、高黏度、高含膠質瀝青質、高含硫化氫、高礦化度的“兩超五高”特點，50 ℃原油黏度在 1 500～210×104mPa·s之間，原油在地層條件下因溫度高具有一定的流動性，但在沿井筒向上流動過程中，隨著溫度降低，原油在2 500～4 000 m失去流動性。塔河油田采油二廠在稠油開采方面主要采用摻入稀油降黏的采油工藝，這對機械舉升采油提出了兩個要求：一是下泵深，下深能滿足稠油入泵要求；二是排量大，能滿足摻稀占產對泵排量的要求［1］。與有桿泵相比較，電泵具有下泵深、排量大、混配效果好、稀稠油注采比低、調參方便的特點［2-3］，因此，潛油電泵成為了塔河油田稠油區塊主要的機械舉升方式。

現有稠油潛油電泵管柱結構為：導流罩+潛油電機+保護器+油氣分離器+多級離心泵+變絲+?88.9 mm油管+雙公短節+油管掛，能夠滿足原油黏度100×104mPa·s以下、黏溫拐點3 500 m以內稠油井開發需求。但因油質稠、溫度高、摻入稀油的不穩定性、含水原油乳化及稀稠油混配效果差等問題，生產中存在以下問題［4-5］：故障停機井次多，產量稀油損失大；電泵運行壽命低，平均運行壽命僅238 d，油質更稠的塔河十二區僅170 d；難以動用原油黏度100×104mPa·s以上、黏溫拐點3 500 m以下井儲量，為此，研制了電泵加裝尾管裝置。

1 超稠油潛油電泵尾管裝置

1.1 結構

電泵加裝尾管裝置主要解決懸掛、承重及過電纜密封問題。其主體結構采用?177.8 mm套管制作，下部通過變徑導向頭連接?177.8 mm套管與?88.9 mm油管，上部通過?177.8 mm套管接箍及護罩接頭將?177.8 mm套管與?88.9 mm油管連接，其護罩接頭一側采用中空裝置用于過小扁電纜，上部采用耐高溫、抗硫化氫、AFLAS材質制作的唇形密封進行密封，下部采用壓緊螺釘、4組墊圈及3組AFLAS材質密封墊圈進行密封。電泵加裝尾管裝置見圖 1、圖 2、表 1。

圖1 電泵加裝尾管裝置結構

圖2 電泵加裝尾管裝置密封部位結構

表1 電泵加裝尾管裝置零部件名稱、數量、材質

1.2 工作原理

將電泵機組下入尾管裝置中，然后通過變徑導向頭在尾管裝置下部連接一定數量油管，使稀稠油混配點下移，以提高稀稠油混配溫度、延長混配時間，從而降低稠油黏度、提高稀稠油混配效果，最終達到改善電泵運行工況、減少故障停機、延長運行壽命以及動用超稠油井儲量的目的。

1.3 技術特點

（1）結構簡單，易加工，適用范圍廣；

（2）可以實現3 000 m以上尾管懸掛，提高稀稠油混配溫度40 ℃以上，延長稀稠油混配時間2 h以上［6］，能有效提高稀稠油混配效果，降低稀油用量；

（3）在提高混配效果的基礎上，對降低稠油電泵異常率、故障率及提高檢泵周期有積極作用；

（4）可以動用原油黏溫拐點3 500 m以下、黏度100×104mPa·s以上超稠油井儲量。

1.4 技術指標

耐溫：150 ℃；耐壓：35 MPa；承重：100 t。

2 現場應用

2012年12月在TH12216井成功應用電泵加裝尾管裝置。該井因原油黏度太稠，未測成，其鄰井TH12215 井 50 ℃原油黏度為 150×104mPa·s，2009年停噴后轉150 m3/3 500 m電泵生產，因油稠混配效果差，生產極不穩定，僅運行35 d故障停機7次躺井，后期一直采用注水替油自噴生產。

本次設計選用150 m3/3 500 m機組，管柱結構：絲堵+篩管×10根+?88.9 mm油管×2 000 m+電泵加裝尾管裝置+潛油電機+保護器+多級離心泵+變絲+?88.9 mm油管×3 000 m+雙公短節+油管掛，組下過程如下：（1）組下絲堵、篩管及2000 m油管；（2）拆防噴器及套管四通；（3）用下部導向頭連接油管及套管，組裝機組并將其下入套管中，注意在組裝電泵機組時，將引接電纜穿越護罩接頭部的鎧裝去除，并用砂紙打磨均勻；（4）重新安裝套管四通及防噴器；（5）繼續組下管柱完井。該井泵掛深度3 024 m，尾管深度5 135 m，于2013年1月2日開井，目前已連續穩定生產150 d。應用尾管懸掛裝置前后生產情況見表2。

表2 TH12216井電泵加裝尾管裝置應用前后生產情況

現場應用表明：電泵加裝尾管裝置通過改變稀稠油混配方式、延長混配時間，切實起到提高稀稠油混配效果、改善泵運行工況、降低注采比及故障停機井次的作用。

該裝置主要用于注水替油自噴生產失效井，截至2013年5月31日，已在塔河油田十二區2、4小區北部超稠油區應用5井次（TH12216井、TH12226井、TH12410CH 井、TH12425井、TH12439井），日均產油127 t/d，累計產油10 469 t。

3 結論與認識

（1）電泵加裝尾管裝置具有結構簡單、加工方便的特點，能夠有效提高稀稠油混配溫度，延長混配時間，提高混配效果，進而動用原油黏度100×104mPa·s以上超稠油井儲量。

（2）該裝置起到了改善電泵運行工況，降低故障停機井次，延長電泵運行壽命的目的，目前已在注水替油失效自噴井應用5井次，后期將進一步在超稠油注水替油自噴井及摻稀混配效果差、頻繁停躺電泵井推廣應用。

（3）電泵加裝尾管裝置受離心泵截流及尾管長度影響，稠油上返后必須進行檢泵作業，因此對施工作業及生產管理要求較高，需進一步對管柱結構、尾管長度等進行優化設計，以提高稠油上返后處理成功率。

［1］ 甘振維，鄧洪軍.塔河油田原油深抽工藝技術研究與應用［J］.中外能源，2010，15（5）：35-39.

［2］ 馬翠巖，李瑞卿，姜繼松.稠油油藏電潛泵事故分析與治理對策［J］.石油鉆采工藝，2002，24（S0）：49-51.

［3］ 閆少武.塔河油田特超稠油舉升設備的技術改進與應用［J］.油氣田地面工程，2011，30（9）：88-89.

［4］ 趙海洋，李新勇，李平，等.塔河油田機械采油井系統效率分析［J］.中國石油和化工，2007（14）：50-52.

［5］ 王永慧，檀朝東，田旭慶，等.潛油電泵系統發熱對稠油粘度的影響［J］.石油礦場機械，2011，40（8）：58-61.

［6］ 耿宏章，秦積舜，周開學，等.塔河油田稠油粘度特性試驗研究［J］.西部探礦工程，2003，15（8）：75-77.

Development and application of the tail pipe device for ultra-heavy oil submersible pump

DU Linhui, LIU Yuguo, LIU Rui, SUI Fen, TU Dong
（No.2Oil Production Plant,Tahe Oilfield,Northwest Sub. Corporation,SINOPEC,Luntai841604,China）

Affected by the instability of mixed light oil and the poor mixing effect of thin and heavy oil, the ultra-heavy oil electric submersible pump in Tahe oilfield was characterized by extremely unstable operation condition, more fault shutdown times, low running life and difficult to develop the well reserves by the current technical level, which oil viscosity is more than 100 × 104mPa·s and viscosity-temperature inflection point is deeper than 3 500 m. In order to improve the pump operating condition, extend the running life and increase the reserves of ultra-heavy oil produced by mechanical lifting. From the aspects of improving the dilute heavy oil mixing effects and ensuring super heavy oil could smoothly enter into the pump, a pump installed tail pipe device was developed, and was applied in five wells in field. The results show that: the device is able to enhance dilute heavy oil mixing effects, improve the pump operating condition and produce ultra-heavy oil reserves. The pump has broad application prospects in the heavy oil wells.

ultra-heavy oil; electric submersible pump; tail pipe device; mixing effect

杜林輝，劉玉國，劉瑞，等.超稠油潛油電泵尾管裝置的研制與應用 ［J］. 石油鉆采工藝，2013，35（4）：103-105.

TE931+.2

：B

1000–7393（2013） 04–0103–03

杜林輝，1984年生。2006年畢業于成都理工大學資源勘查專業。現從事采油工藝研究及電泵管理工作。電話：18997866918。E-mail：271372180@qq.com。

2013-05-02）

〔編輯 景 暖〕