淺析電潛泵采油在稠油油藏開采中的應(yīng)用

胡陽陽（遼河油田公司西部油田項(xiàng)目管理部地質(zhì)工藝所，遼寧　盤錦　124010）

淺析電潛泵采油在稠油油藏開采中的應(yīng)用

胡陽陽（遼河油田公司西部油田項(xiàng)目管理部地質(zhì)工藝所，遼寧盤錦124010）

隨著油田的開發(fā)，各種先進(jìn)采油設(shè)備得到不斷應(yīng)用，電潛泵采油技術(shù)和其他設(shè)備相比具有無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，具有體積小、維修方便、結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、排量大、效率高的特點(diǎn)。電潛泵在使用過程中必須考慮電泵機(jī)組與生產(chǎn)參數(shù)的匹配性，否則就會出現(xiàn)低效工作的現(xiàn)象發(fā)生，本文就電潛泵采油在稠油油藏開采中適應(yīng)性進(jìn)行粗淺的探討。

電潛泵；生產(chǎn)動態(tài)；稠油油藏；泵效；自動化

稠油是21世紀(jì)重要的石油資源，占世界石油剩余可采儲量的53%，我國石油剩余可采儲量中，稠油占40%，其中中深層稠油占70%。中深層稠油大幅度提高采收率技術(shù)對中石油占領(lǐng)國際市場、保障國家能源安全具有長遠(yuǎn)和戰(zhàn)略意義。我們國家稠油開采，經(jīng)歷了四種主要方式：蒸汽吞吐、蒸汽驅(qū)開發(fā)、SAGD開發(fā)、火燒油層等。稠油主要具有以下基本特點(diǎn)：構(gòu)造復(fù)雜、斷塊多；油層埋藏深；油藏類型多，油水關(guān)系復(fù)雜；油品性質(zhì)多樣（普通稠油、特稠油、超稠油）。經(jīng)歷了稀井網(wǎng)到密井網(wǎng)（井距逐步從200米左右縮小到70～83米）；厚層到薄層（開采厚度從15米以上下降到5米）；直井到水平井；吞吐開發(fā)到蒸汽驅(qū)和蒸汽驅(qū)輔助重力泄油開發(fā)以至最后的火燒開發(fā)。在開采稠油油藏中選擇合適的舉升方式至關(guān)重要。

1　電潛泵在稠油開采中的技術(shù)難點(diǎn)

國外實(shí)施蒸汽吞吐開采方式較少，我們國家卻成為稠油開采的主要方式，國外實(shí)施的淺層蒸汽驅(qū)和蒸汽驅(qū)輔助重力泄油是在原始油藏狀態(tài)下進(jìn)行的，而中深層油藏需經(jīng)歷蒸汽吞吐降壓后才能開展，舉升液量初期生產(chǎn)較高；抽油泵耐溫要求高；抽油機(jī)載荷大。產(chǎn)出液溫度高，采出液溫度高（100～180℃）；乳化嚴(yán)重且反相（超過110℃水在上部）；膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高（50～54.3%）；粘度高（50℃粘度12×104mPa.s）；油水密度差小（80～90℃油水密度差＜0.003g/cm3）。電潛泵具有排量大、地面設(shè)備簡單、安裝快、管理方便等特點(diǎn)，比較適用于中、高含水期或中，后開采期的原油生產(chǎn)。

2　稠油電泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)及配套措施

2.1在稠油開采中，電潛泵的性能指標(biāo)

電潛泵在稠油開采過程中，除了滿足常規(guī)油藏開采的特性外，還必須具有較高的耐溫性和較好的耐腐蝕性。在電潛泵的設(shè)計(jì)過程中要充分考慮附加功率，在地面安裝變頻柜，實(shí)現(xiàn)變頻驅(qū)動，根據(jù)油藏供液特點(diǎn)使用不同的電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)變頻設(shè)置，滿足電潛泵在工作狀態(tài)下泵效大于50%。在開采粘度高的稠油油藏，應(yīng)適時提高泵的排量設(shè)計(jì)，同時考慮復(fù)合舉升設(shè)計(jì)，添加降粘劑或者摻稀的方式。

2.2電泵的設(shè)計(jì)要求

油藏開采后我們通過油藏井溫曲線、粘溫曲線分析原油對溫度的敏感性，根據(jù)原油對溫度敏感特征，合理設(shè)計(jì)出井下泵的工作溫度，以及在此溫度下的原油粘度范圍。通常電潛泵在井下工作過程中，溫度每升高30度，原油粘度在原有的設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)降低40mPa.s。通過地層水化驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)地層水的腐蝕特點(diǎn)，采取有針對性的機(jī)組防腐措施。區(qū)塊出砂嚴(yán)重，在電潛泵設(shè)計(jì)上優(yōu)先選擇放砂效果好的防砂電泵。

2.3相關(guān)配套工藝的設(shè)計(jì)

防砂措施：電泵下面采用皮碗封隔器作為封隔工具，下面聯(lián)接不銹鋼波紋立體防砂管，該種防砂管是在不銹鋼防砂篩管的基礎(chǔ)上研制開發(fā)的新一代防砂篩管，立體波紋形狀使篩管不易砂堵。

穩(wěn)定運(yùn)行措施：我們根據(jù)油藏的生產(chǎn)特征，在生產(chǎn)的不同階段為了提高泵效，使用變頻控裝置，通過生產(chǎn)過程中頻率的變化特征，控制潛油電機(jī)的轉(zhuǎn)速，對泵的排量進(jìn)行調(diào)節(jié)，使?jié)撚捅霉ぷ魈匦耘c油井的設(shè)計(jì)相符合，電潛泵在最佳值范圍內(nèi)生產(chǎn)。可以減少機(jī)械磨損和故障的發(fā)生幾率，節(jié)約成本，提高區(qū)塊的開發(fā)效果。

2.4電潛泵參數(shù)的設(shè)計(jì)原則

在舉升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，我們根據(jù)油藏類型，井深結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、地層原始情況、原油粘度、溫度、出砂狀況，選擇電潛泵性能指標(biāo)，主要考慮耐溫、電纜承載的溫度大小、泵的下深、泵的大小、類型、電纜的長度、揚(yáng)程大小等。

根據(jù)油井的供液能力大小，設(shè)計(jì)泵的排量，在設(shè)計(jì)過程中要考慮后期摻入方式的摻入量大小，綜合選擇電潛泵機(jī)組系列，并在油藏粘度下，選擇適合型號的葉導(dǎo)輪。根據(jù)選定的葉導(dǎo)輪在不同粘度下的修正系數(shù)，計(jì)算揚(yáng)程和泵效，優(yōu)選電泵型號。

3　電潛泵發(fā)展趨勢

隨著油田的飛速發(fā)展，開采的油藏類型越來越多，井下和地面狀況也越來越復(fù)雜，受目前低油價的影響，操作成本不斷降低，要求的電潛泵質(zhì)量和適應(yīng)的環(huán)境越來越嚴(yán)格，在世界范圍內(nèi)，電潛泵采油系統(tǒng)發(fā)展得非常快，懸纜電潛泵在美國已經(jīng)取得了成功應(yīng)用，防砂電潛泵電潛泵不能承受含氣量大的流體舉升工況，通常氣體體積分?jǐn)?shù)GVF）不能超過10%～20%。這是因?yàn)殡姖摫檬且揽侩x心力舉升流體，在泵旋轉(zhuǎn)時，會在泵葉輪的徑向或軸向產(chǎn)生高壓和低壓區(qū)，當(dāng)氣體進(jìn)入泵筒時，較輕的氣體會從較重液體中分離，聚集在葉片的低壓一側(cè)，最終鎖住進(jìn)入葉輪的通道，造成氣鎖停泵。變速驅(qū)動技術(shù)（VSD）可以根據(jù)氣鎖產(chǎn)生的載荷變化來調(diào)整泵速，使泵克服氣體段塞，但是VSD有自身的局限性，如果GVF足夠高，還是會導(dǎo)致氣鎖發(fā)生。目前高級氣體處理系統(tǒng)（AGH），根據(jù)均一化原則將產(chǎn)出流體在通過泵時進(jìn)行均勻混合，將氣體壓縮進(jìn)溶液中，還可以在泵上的油管中產(chǎn)生氣舉效應(yīng)，使泵可以舉升GVF約為45%的混合物而不產(chǎn)生氣鎖，減小了泵的載荷，提高了整個的舉升效率。此外高溫電潛泵、高粘度電潛泵、高氣油比電潛泵等技術(shù)也飛速發(fā)展起來。

4　結(jié)語

4.1由于常規(guī)吞吐方式開采稠油，需要停井注汽作業(yè)，普通舉升方式不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，采用電潛泵方式生產(chǎn)提高生產(chǎn)時率，減少作業(yè)費(fèi)用。

4.2電潛泵在稠油開發(fā)過程中通過選擇合理的電機(jī)頻率，配合注入降粘劑或解堵措施增高大幅度提高油井采收率。

4.3在埋深較深的碳酸鹽油藏，井筒舉升困難，表現(xiàn)出含水乳化范圍廣和高熱敏性，類似為超稠油特征，在采用電潛泵開采時配合以摻稀油或化學(xué)降粘的復(fù)合采油方式。

4.4電潛泵自動加溫能夠降低原油粘度，減少降粘劑的使用，由于加溫的存在，在摻點(diǎn)的選擇上可以將摻稀點(diǎn)上移。減少慘入量，節(jié)約成本。

［1］王玉鋒，李君.電潛泵在老君廟水平井中的合理應(yīng)用驗(yàn)證［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2011（06）.