南海HZ21-1區(qū)塊高氣油比條件下電潛泵的優(yōu)化探討

唐文峰 代文（中海石油（中國）有限公司深圳分公司， 廣東 深圳 518067）

南海HZ21-1區(qū)塊高氣油比條件下電潛泵的優(yōu)化探討

唐文峰 代文（中海石油（中國）有限公司深圳分公司， 廣東 深圳 518067）

本文分析探討了高氣油比條件下電潛泵設計的注意事項，包括調(diào)節(jié)電泵的下入深度，優(yōu)化產(chǎn)量，降低電機負載率及使用氣體處理器的方法。同時介紹了惠州油田氣舉轉(zhuǎn)電潛泵的高氣油比條件下電潛泵的實際應用情況。

電潛泵；高氣油比；氣體處理器

惠州油田位于珠江口盆地，南海HZ21-1平臺于1985年8月投建，1990年9月使用氣據(jù)開采方式投產(chǎn)。從2009年至今，由于地層供氣能力改變，已陸續(xù)有8口井的開采方式從氣舉轉(zhuǎn)換為電潛泵繼續(xù)開發(fā)生產(chǎn)。電潛泵的優(yōu)點在于高舉升能力，滿足井深、泵效及較小的表面空間需要。但是，電潛泵在氣油比較高的環(huán)境條件下，泵效、電機散熱等問題都會受到較大的影響［1］。

1　高氣油比條件下電潛泵應用的注意因素

電潛泵是一種多級離心泵，在運轉(zhuǎn)過程中，如果井液中含有大量的游離氣，將會產(chǎn)生嚴重的影響，電潛泵的工作特性、揚程、流量及效率會下降。若游離氣體過多，葉輪流到的大部分空間被氣體占據(jù)，將是離心泵產(chǎn)生氣鎖，停止排液，部分游離氣存在于葉輪的流道，還會產(chǎn)生氣蝕，對葉輪產(chǎn)生麻點破壞，影響電潛泵使用壽命［2］。

關于游離氣體對于多級離心泵工作特性的影響，在國內(nèi)外都已經(jīng)進行了大量的研究與試驗。單機尤其分離器在吸入口壓力狀態(tài)下，可處理氣液比最高不超過30%。在設計高汽油比的電潛泵機組時，需要考慮到。

（1）電泵下入深度 盡可能保證泵吸入口有足夠的壓力，避免壓力下降導致氣體析出。

（2）電泵的產(chǎn)量 過大的排量會使動液面降低很快，壓力下降導致氣體析出，液體排量低，影響產(chǎn)量；排量過低，液體不能將機組運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量帶走。

（3）適當降低電機負載率 電機與電泵運轉(zhuǎn)時將產(chǎn)生熱量，當井液流經(jīng)電潛泵機組時，將會帶走部分機組的熱量。通常情況下，液體的流速大于1.0英尺/秒（與流量密切相關）。但是，對與含氣井和抽油井，液體的流速要相對緩慢，機組溫度相對偏高。含水率、流體黏度與含氣量將配對。從表1中可以看出，實際的流體流速都小于1.0英尺/秒。在相同的機組運行頻率與生產(chǎn)條件下，適當選擇稍大馬力的電機，以確保在相同的電泵消耗功率條件下，通過減少電機的負載率，達到給電機降溫的目的。

2　現(xiàn)場應用案例

表1為根據(jù)南海HZ21-1區(qū)塊儲層的特殊性，對電潛泵設計進行調(diào)整后的應用數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)表可以得出如下結(jié)論。

（1）井下的液體流速普遍低于1.0英尺/秒，井筒內(nèi)流體自身的流動較慢，散熱條件不好。通常，在做電泵設計時，在60HZ條件下，電機的負載率控制在85%左右，而低于10000bpd的排量時，電機溫度都小于150℃。南海HZ21-1區(qū)塊的儲層溫度為132℃，而普通區(qū)塊的儲層溫度基本小于120℃。所以，即使在機組不運行的條件下，機組所處的井下環(huán)境溫度就偏高。如果遵循相同的負載率要求進行設計，電機繞組的溫度將達到165℃左右。所以，實際應用中的電機負載率通常放低至60%～70%，以保證電機繞組溫度在150℃左右。

（2）平衡儲層供液能力與電泵生產(chǎn)的合理電潛泵優(yōu)化產(chǎn)量，以達到保證電機繞組溫度在適當?shù)姆秶?］。

（3）部分產(chǎn)氣量高的井安裝了氣體處理器，自使用以來，未出現(xiàn)氣鎖現(xiàn)象影響生產(chǎn)。

3　結(jié)論與建議

南海HZ21-1區(qū)塊開發(fā)模式從氣舉轉(zhuǎn)為電潛泵已有8年的時間。從實踐中摸索到，調(diào)節(jié)電泵的下入深度，優(yōu)化產(chǎn)量，降低電機負載率及使用氣體處理器的方法，對延長電潛泵的運轉(zhuǎn)壽命有一定的效果［5］。此外除了優(yōu)化電潛泵的設計參數(shù)，同時需要尋求優(yōu)化儲層的供液能力的有效措施，以更好地開發(fā)該區(qū)塊。

［1］邱宗杰.海上采油工藝新技術與實踐［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009.

［2］萬仁浦.采油工程手冊［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［3］K.E.布朗.舉升法采油工藝 （美）［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1987.

［4］代文.海洋石油平臺高壓天然氣回注工藝流程設計［J］.中國石油和化工標準與質(zhì)量，2013，（24）：51-52.

［5］李令喜，付軍，劉滔.387系列高揚程電潛泵開發(fā)［J］.石油工業(yè)技術監(jiān)督，2014，30（09）：1-3.

表1　南海HZ21-1平臺電潛泵信息表