雙電潛泵系統(tǒng)采油技術(shù)的探討

孫廣君 杜孝蘭 趙翠平

（中國(guó)石油吉林油田分公司長(zhǎng)春采油廠 吉林長(zhǎng)春 130618）

雙電潛泵系統(tǒng)采油技術(shù)的探討

孫廣君 杜孝蘭 趙翠平

（中國(guó)石油吉林油田分公司長(zhǎng)春采油廠 吉林長(zhǎng)春 130618）

針對(duì)海洋采油優(yōu)化問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了雙電潛泵采油技術(shù)，有效率快、排量大、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和開(kāi)發(fā)效果，并為采油技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供了新思路。

石油開(kāi)采；雙電潛泵系統(tǒng)；技術(shù)優(yōu)化；效率提升

1 引言

電潛泵是一種重要的機(jī)械采油設(shè)備，有自動(dòng)化程度高、排量大、揚(yáng)程高、效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于深井和定向井工藝中。電潛泵通常安裝于水下幾百米甚至是幾千米的地方，對(duì)安裝技術(shù)要求較高，安裝費(fèi)用也比較高。尤其是在一些深水油田，作業(yè)難度、安裝費(fèi)用更高，成為影響整個(gè)海洋采油系統(tǒng)的重要因素。同時(shí)，電潛泵的維護(hù)、檢驗(yàn)以及由此帶來(lái)的產(chǎn)量損失也嚴(yán)重影響著油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效率。

在引進(jìn)國(guó)外電潛泵的基礎(chǔ)上，研制出了一種新型的電潛泵系統(tǒng)，即雙電潛泵系統(tǒng)。它可以在一口油井中安裝2個(gè)電潛泵，這樣不僅可以減少修井作業(yè)的次數(shù)，而且能增加電潛泵的使用壽命、降低開(kāi)采費(fèi)用。

2 技術(shù)原理

2.1 雙電潛泵系統(tǒng)

雙電潛泵系統(tǒng)就是在井下同時(shí)植入2個(gè)電潛泵。在井下探測(cè)中，電纜的使用周期影響著電潛泵的使用壽命，因此一般情況下這2個(gè)電潛泵的電纜都是互相獨(dú)立的，但也可以共用同1條電纜。

雙電潛泵系統(tǒng)的運(yùn)行主要是針對(duì)以下兩種情景：一是對(duì)礦井進(jìn)行分層開(kāi)挖，在不同層次植入不同的電潛泵，這樣能提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，而且這2個(gè)電潛泵不會(huì)相互干擾；二是為了防某個(gè)電潛泵故障導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓，兩個(gè)電潛泵一個(gè)運(yùn)行、一個(gè)備用。第二種情況下電潛泵的安裝過(guò)程稍顯復(fù)雜。

2.2 管柱的主要組成部分

管柱主要由安全閥和循環(huán)伐、電潛泵、管線滑套等幾部分構(gòu)成。油管的長(zhǎng)度決定了安裝距離的長(zhǎng)度。管柱系統(tǒng)與分層完井系統(tǒng)共同形成一個(gè)管柱，深入152.4mm的分支進(jìn)內(nèi)，主進(jìn)口徑為215.9mm。

整個(gè)雙電泵系統(tǒng)的分層開(kāi)采通過(guò)管柱與孔管的連通實(shí)現(xiàn)，再輔助滑套和閥門(mén)對(duì)其進(jìn)行分層。液控滑套可以控制采油管柱與分支管柱的連通與閉合。管柱主要有雙Y接頭管柱和單Y接頭管柱兩種連接方式。在雙Y接頭管柱的上、下兩個(gè)出口上方安裝有閥門(mén)，能夠有效防止液體倒流。電潛泵運(yùn)行時(shí)，一般只打開(kāi)上下閥門(mén)中的一個(gè)，如果運(yùn)行上面的電潛泵系統(tǒng)，需要通過(guò)雙單流閥門(mén)關(guān)閉下面的電潛泵支路，通過(guò)堵塞關(guān)閉器密封下面的支路。反之，運(yùn)行下面電潛泵系統(tǒng)時(shí)，上面的支路也需要處于關(guān)閉的狀態(tài)。密封器必須要有良好的密封性，所以該處的電纜可采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的壓膠和壓鐵，能承受最大2016MPa的壓強(qiáng)。另外一種連接方式是單Y式接頭管柱，其內(nèi)部設(shè)有轉(zhuǎn)換閥（通過(guò)壓力實(shí)現(xiàn)閥門(mén)的轉(zhuǎn)換），密封上下支路中的一個(gè)，可使雙潛泵系統(tǒng)中的一個(gè)電潛泵得以運(yùn)行。

3 雙電潛泵技術(shù)在深水油田的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用案例

流花4-1油田，油田海域深度為260～310m，位于南海珠江口盆地，油田儲(chǔ)層為膠結(jié)性能較好的礁灰?guī)r。為了提高油田產(chǎn)出、降低成本，采用8口裸眼完井方式（7口水平井：215.9mm；1口水平分支井：152.4mm），所有井均采用244.5mm生產(chǎn)套管和臥式水下采油樹(shù)。采用雙電潛泵設(shè)計(jì)后，油田開(kāi)采量增加，提高了油井的運(yùn)行效率和開(kāi)掘速度，但修井作業(yè)次數(shù)明顯降低，維護(hù)成本顯著下降。在管理上采用一用一備式，前期控制開(kāi)采量、后期適當(dāng)增加開(kāi)采速度和數(shù)量，有效延長(zhǎng)了油井生長(zhǎng)周期，生產(chǎn)效益明顯提高。

渤海油田也是雙電潛泵系統(tǒng)的安裝與應(yīng)用的典范。額定參數(shù)流量為150m3/d，采用開(kāi)一備一的工作模式，采用安全、可靠的變頻控制器，使用全數(shù)字進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)輸入完美無(wú)諧波，保證了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

在深水作業(yè)過(guò)程中，電潛泵的關(guān)鍵技術(shù)，如雙電潛泵系統(tǒng)及其與智能完井組合的配套技術(shù)、濕式電接頭和變頻器的選擇、電潛泵機(jī)組的設(shè)計(jì)等，對(duì)提高系統(tǒng)的性能和效率具有重要作用。

目前已經(jīng)在潿洲11-4N油田、Otter油田、流花4-1油田、渤海油田等油田中使用，收到了較好的結(jié)果。

通過(guò)對(duì)這兩個(gè)油田的實(shí)際應(yīng)用，明顯提高了開(kāi)采速度，降低了各種成本，但是仍然有許多問(wèn)題有待改進(jìn)。因此提出了部分優(yōu)化措施：

(1)對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行過(guò)程和電潛泵采油系統(tǒng)井筒中的多相流體進(jìn)行分析，確定工作參數(shù)，減少氣體的輸出，增加系統(tǒng)的使用周期；

(2)設(shè)計(jì)新型噴嘴，使之更加節(jié)流；在這個(gè)過(guò)程中需要重新擬定壓力，因此氣體的流量會(huì)有壓力有影響，因此對(duì)壓力參數(shù)重新率定；

(3)改進(jìn)輸送管道，盡可能縮短不必要的管道距離，避免管道之間的交互重疊。

3.2 存在的問(wèn)題

電潛泵在運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的主要問(wèn)題及原因有如下：

⑴泵不出液或欠載，原因主要有泵軸斷裂、管柱破裂或者泄露、葉輪磨損嚴(yán)重、泵液過(guò)程中發(fā)生氣鎖等；

⑵機(jī)組超載，原因主要有井液黏度、比重過(guò)高、機(jī)組發(fā)生超載或是沒(méi)有形成良好匹配、軸承、機(jī)械損壞等；

⑶電機(jī)燒壞，原因主要有電源電壓不穩(wěn)定、電機(jī)使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、電機(jī)表面液體流速太低、保護(hù)油外滲等。

⑷系統(tǒng)溫度過(guò)高，主要是因?yàn)橥饨缛绾Ｋ⒖諝獾鹊臏囟扔绊懙模到y(tǒng)溫度過(guò)高對(duì)相關(guān)設(shè)備也有一定影響；

⑸電泵容易出現(xiàn)故障，可能是因?yàn)殡p電泵系統(tǒng)電泵使用時(shí)間較長(zhǎng)造成的。

4 總結(jié)與建議

雙電泵系統(tǒng)可有效降低海上邊際油田的開(kāi)發(fā)投資成本、修井次數(shù)和修井平臺(tái)的動(dòng)復(fù)員。利用雙電泵系統(tǒng)采油已經(jīng)成為一種油田開(kāi)采的發(fā)展趨勢(shì)，也為我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)和石油開(kāi)采技術(shù)提供了新的思路。

通過(guò)在這兩個(gè)油田的實(shí)際應(yīng)用，開(kāi)采速度明顯提高，降低了各種成本，但是仍有一些問(wèn)題有待改進(jìn)。因此提出了如下優(yōu)化建議：

⑴對(duì)系統(tǒng)中運(yùn)行過(guò)程和電潛泵采油系統(tǒng)井筒中的多相流體進(jìn)行分析，確定工作參數(shù)，減少氣體的輸出，增加系統(tǒng)的使用周期；

⑵設(shè)計(jì)新型噴嘴，使之更加節(jié)流；在這個(gè)過(guò)程中需要重新擬定壓力，因此氣體的流量會(huì)有壓力有影響，因此對(duì)壓力參數(shù)重新率定；

⑶改進(jìn)輸送管道，盡可能縮短不必要的管道距離，避免管道之間的交互重疊。

[1]劉竟成，李穎川，陳征，范曉峰．電潛泵（ESP）采油技術(shù)新進(jìn)展[J]．科技信息（科學(xué)教研），2008（13）：28-29．

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