稠油機采井泵深與摻稀混配點分離設(shè)計及應用

杜林輝，梁志艷，蔣 磊，程 婷，王磊磊

(中石化西北油田分公司，新疆 烏魯木齊 830011)

引 言

塔河油田采油二廠主要為碳酸鹽巖縫洞型稠油油藏，采用摻入稀油降黏方式生產(chǎn)［1－4］。一般將泵下至黏溫拐點深度以下，泵深平均達到2744 m。生產(chǎn)中存在有桿泵抽油桿脫扣、斷裂現(xiàn)象嚴重［5－6］，稠油電泵運行壽命短，躺井率高［7－8］，以及現(xiàn)有抽稠泵及電泵難以滿足黏溫拐點(3500 m)以下原油舉升需求的問題。為有效解決上述問題，提出了有桿泵及電泵泵掛深度與摻稀配點分離設(shè)計的方法，即下移摻稀混配點深度和上提泵掛深度。通過下移摻稀點，提高稀稠油混配溫度，延長混配時間，達到節(jié)約稀油、提高電泵散熱效果和運行壽命的目的;通過上提泵掛，進一步改善抽稠泵井的桿柱受力狀況［9－12］，降低電泵機組處環(huán)境溫度及壓力，達到降低機采井稠井率的目的。現(xiàn)場應用情況表明，該方法能有效改善泵受力狀況及工況環(huán)境，提高運行壽命，在稠油井舉升中具有極大的推廣應用價值。

1 分離設(shè)計方法

1.1 抽稠泵泵下加深分離

1.1.1 工作原理

直接在抽稠泵下部連接加長尾管，將稀稠油混配點下至原油黏溫拐點深度以下，以提高稀稠油混配溫度，延長混配時間，改善混配效果，同時上提泵掛深度，降低桿柱載荷，改善桿柱受力狀況，最終達到降低有桿泵井故障異常率和躺井率的目的。

1.1.2 結(jié)構(gòu)

常規(guī)串聯(lián)式抽稠泵受下泵筒影響，抗拉強度較小，下部可連接的尾管長度較短，難實現(xiàn)泵下加深分離。因此，對 ?83/44、?70/32、?70/44、?56/38型抽稠泵進行了改進，提高抽稠泵泵筒強度，以加長尾管，實現(xiàn)泵下加深分離的目的。

具體改進措施為:在原來上泵筒及下泵筒連接部位設(shè)置過橋裝置，連接在上泵筒下部;在過橋裝置下連接抗拉強度更高的過橋管，替代強度低的下泵筒，連接泵下部尾管;下泵筒連接在過橋裝置上，與下柱塞配合起間隙密封作用，不再承受下部尾管拉力。具體結(jié)構(gòu)見圖1。

1.1.3 技術(shù)參數(shù)

改進后抽稠泵泵筒承重平均達38.8 t，較改進前增加20.8 t;平均可承載尾管長度達1089 m，較改進前增加842 m。按泵掛深度2400 m計算，摻稀混配點深度可下至3395～3638 m(表1)。

1.1.4 優(yōu)缺點

(1)優(yōu)點。作業(yè)簡單，適用范圍廣，安全性高;可實現(xiàn)1000 m尾管加深目的，提高稀稠油混配溫度20℃，延長混配時間0.9～3.6 h(按30～120 m3/d產(chǎn)量計算);可以降低抽稠泵井異常故障率，提高檢泵周期，降低采油成本;可以機械舉升動用原油黏溫拐點(3500 m)以下超稠油儲量。

圖1 常規(guī)抽稠泵改進前后結(jié)構(gòu)示意圖

(2)缺點。抽稠泵泵筒承受下部尾管拉力，處于拉伸狀態(tài)，且在上、下行過程中受力不同，處于交變拉伸狀態(tài)，將影響抽稠泵使用壽命。

1.2 電泵尾管懸掛分離

1.2.1 工作原理

尾管懸掛分離是應用電泵加裝尾管裝置，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(shù)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，提高稀稠油混配效果。

1.2.2 結(jié)構(gòu)

稠油電泵尾管懸掛裝置主要包括2個部分:一是用于懸掛電泵及尾管的部分，包括護罩接頭、套管及導向頭;二是過電纜密封部分，包括唇形密封、墊圈、密封墊圈及壓緊螺釘。

表1 抽稠泵泵筒強度改進前后對比

該裝置主體結(jié)構(gòu)采用?177.8 mm套管制作，下部通過導向頭與?88.9 mm油管連接，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(cè)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(zhì)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(zhì)密封墊圈實現(xiàn)密封(圖2、3)。

1.2.3 技術(shù)參數(shù)

該電泵尾管裝置主要技術(shù)指標:耐溫150℃以上;耐壓35 MPa以上;承重100 t以上。

1.2.4 優(yōu)缺點

(1)優(yōu)點。結(jié)構(gòu)簡單，易加工，適用范圍廣;可實現(xiàn)2000 m以上的尾管懸掛，提高稀稠油混配點溫度至40℃以上(溫度梯度約為0.02℃/m)，延長稀稠油混配時間0.9～4.4 h(按50～250 m3/d產(chǎn)量計算);在改善稀稠油混配效果的基礎(chǔ)上，對降低電泵井異常率、故障率及提高檢泵周期有明顯的積極作用;可以機械舉升動用原油黏溫拐點(3500 m)以下、黏度為100×104mPa·s以上的超稠油儲量。

圖2 電泵尾管懸掛管柱結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 電泵尾管懸掛裝置結(jié)構(gòu)示意圖

(2)缺點。尾管懸掛裝置在作業(yè)時受井口通徑限制需拆裝井口，延長了作業(yè)時間，并且給井控安全帶來了一定風險;電泵尾管懸掛裝置受多級離心泵截流影響，一旦摻稀失敗，稠油上返，難以正注稀油處理通油管，必須進行檢泵作業(yè)。

2 應用效果

2.1 泵下加深應用效果

截至2013年底，泵下加深分離方法共計應用81井次，平均泵掛深度上提304 m，平均混配點深度加深475 m，平均單井日產(chǎn)油增加3.1 t/d，稀稠比下降0.75。

2.2 尾管懸掛應用效果

截至2013年底，尾管懸掛分離方法已應用13井次，日產(chǎn)油增加217 t/d，平均稀稠比下降2.60。其中針對原油黏溫拐點深的超稠油注水替油自噴井轉(zhuǎn)抽應用8井次，日增油154 t/d，稀稠比下降4.46;針對混配效果差、稀稠比高、頻繁停產(chǎn)電泵井應用5井次，日增油63 t/d，稀稠比下降1.06。

3 結(jié)論及認識

(1)泵掛深度與摻稀混配點分離設(shè)計是以改善稀稠油混配效果及桿柱受力狀況、改善電泵機組工作環(huán)境為手段，達到降低機采井異常故障率，提高檢泵周期，節(jié)約稀油用量，減少產(chǎn)量損失，提高超稠油儲量動用程度的目的。

(2)稠油電泵尾管懸掛分離主要應用于超稠油機械舉升及摻稀混配效果差、頻繁停產(chǎn)的電泵井，該裝置能夠有效提高稀稠油混配效果，節(jié)約稀油用量，并且對改善泵況，提高電泵運行壽命有積極作用。

(3)抽稠泵泵下加深分離設(shè)計應用效果表明:平均稀稠比下降0.75，說明稀稠油混配效果得到提升;平均泵掛深度上提304 m，有效降低了桿柱載荷，改善了桿柱受力狀況。

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