單井雙泵獨(dú)立開發(fā)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

宗志臣（大慶油田裝備制造集團(tuán)力神泵業(yè)有限公司）

1 單井雙泵獨(dú)立開發(fā)的原理

首先通過封隔器將上部產(chǎn)層和下部產(chǎn)層分開，避免上下產(chǎn)層互相影響；其次通過電潛泵密封護(hù)罩將下部電泵系統(tǒng)密封，并通過短接與下部產(chǎn)層聯(lián)通；通過Y-tool(旁通工具)連接兩套電潛泵，將上部和下部產(chǎn)層的產(chǎn)出液共同舉升至地面。上部產(chǎn)層產(chǎn)液直接進(jìn)入環(huán)空，通過Y-tool 側(cè)管連接的電泵、加壓泵入生產(chǎn)油管中。通過封隔器和泵機(jī)組密封罩的作用，上下產(chǎn)層產(chǎn)出液在經(jīng)過電泵機(jī)組加壓前無法接觸，不會(huì)產(chǎn)生相互影響[1-2]。

2 實(shí)例分析

以中石油非洲某區(qū)塊06 井為例，這口井有兩個(gè)主要產(chǎn)層，分別是處于1 218～1 238 m的Arab-F，以及處于1 367～1 378 m的Ben-3A和3B。06井兩個(gè)油層的參數(shù)如表1所示。

由于上部產(chǎn)層含水高、壓力大，對(duì)下部產(chǎn)層產(chǎn)生了明顯的抑制作用。共同開發(fā)的情況如下：單井產(chǎn)液為1 600 bbl，產(chǎn)油只有260 bbl，沒有體現(xiàn)出下層55%含水率的產(chǎn)油優(yōu)勢(shì)。嘗試通過加深泵掛減少上下層之間的影響，但上層壓力過大不但沒有解決問題，反而由于電動(dòng)機(jī)冷卻問題而頻繁停機(jī)。如果封堵上部產(chǎn)層，僅開發(fā)下部產(chǎn)層，將損失上部產(chǎn)層每天200 bbl 以上的原油產(chǎn)量。從經(jīng)濟(jì)效益來說，上下產(chǎn)層同時(shí)開發(fā)，又不增加新鉆井成本是最優(yōu)選項(xiàng)。為此，決定對(duì)此井安裝雙電泵獨(dú)立開發(fā)系統(tǒng)，進(jìn)行上下兩個(gè)產(chǎn)層的封隔、獨(dú)立開發(fā)，避免相互影響[1-2]。

表1 06井兩個(gè)油層的參數(shù)

3 電泵設(shè)計(jì)

通過分割器使上下兩個(gè)產(chǎn)層獨(dú)立，其產(chǎn)油指數(shù)和產(chǎn)層壓力不再相互影響，可以根據(jù)對(duì)應(yīng)產(chǎn)層數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)備選配。基于產(chǎn)層的壓力、產(chǎn)油指數(shù)等信息，通過選泵軟件分別進(jìn)行選泵設(shè)計(jì)。上部產(chǎn)層、下部產(chǎn)層的機(jī)組規(guī)格見表2、表3所示。

表2 上部產(chǎn)層的機(jī)組規(guī)格

表3 下部產(chǎn)層的機(jī)組規(guī)格

4 完井及施工重點(diǎn)

所需設(shè)備主要有井下封隔器、下部泵密封護(hù)罩、下部生產(chǎn)機(jī)組、上部生產(chǎn)機(jī)組、旁通工具、電纜、雙穿越井口，以及井下電纜扶正器等。

1）在井下1 300 m處安裝封隔器，封隔上下產(chǎn)層，隔絕高壓產(chǎn)層和低壓產(chǎn)層之間的影響。座封質(zhì)量對(duì)后期安裝產(chǎn)生巨大影響，座封后需要進(jìn)行壓力測(cè)試[5]。

2）安裝機(jī)組密封罩，確保下部生產(chǎn)機(jī)組只與下部產(chǎn)層連通，不受上部產(chǎn)層影響。頭部的動(dòng)力電纜穿越是技術(shù)關(guān)鍵，要同時(shí)實(shí)現(xiàn)密封、絕緣、傳導(dǎo)等幾項(xiàng)功能。

3）旁通工具安裝部分與雙泵相連，通過調(diào)整上部生產(chǎn)機(jī)組與鞍型總承的滑動(dòng)串量，來實(shí)現(xiàn)雙泵系統(tǒng)與交叉頭的對(duì)接。

4）安裝雙電纜扶正器，避免電纜移位對(duì)油管進(jìn)行纏繞，確保雙電纜位置固定。

5 投產(chǎn)數(shù)據(jù)

上部生產(chǎn)機(jī)組：頻率40 Hz，運(yùn)行電流30 A，運(yùn)行電壓1 120 V，泵出口壓力2 355 psi，產(chǎn)量1 217 bbl/d；下部生產(chǎn)機(jī)組：頻率47 Hz，運(yùn)行電流28 A，運(yùn)行電壓1 310 V，泵出口壓力2 298 psi，產(chǎn)量895 bbl/d。

由投產(chǎn)數(shù)據(jù)可知，即便在較低的運(yùn)行頻率下，分層開采后由于避免了層間影響，總的產(chǎn)油量提升到585 bbl/d。相較之前多層共同開發(fā)的情況，日增產(chǎn)原油225 bbl；而且，隨著上調(diào)頻率還可進(jìn)一步增產(chǎn)，單井雙泵分層開發(fā)技術(shù)對(duì)單井增產(chǎn)挖潛效果是非常可觀的。

6 結(jié)論

通過該系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用進(jìn)一步完善了施工工藝，確認(rèn)了單井雙電泵分層獨(dú)立開采的可行性和穩(wěn)定性。為應(yīng)對(duì)油田開發(fā)后期，避免不同產(chǎn)層間相互影響，提高單井采收能力提供了新的選擇。主要意義如下：

1）對(duì)單井進(jìn)行分層開發(fā)，節(jié)省了鉆井分層開發(fā)的鉆井費(fèi)用和鉆井時(shí)間，降低了能源消耗，同時(shí)也減少了環(huán)境污染。

2）應(yīng)用雙電泵系統(tǒng)獨(dú)立開發(fā)不同產(chǎn)層，避免了高壓產(chǎn)層對(duì)低壓產(chǎn)層或者高含水產(chǎn)層對(duì)低含水產(chǎn)層的產(chǎn)能抑制，增加了單井產(chǎn)量，提升了單井效益，安裝井產(chǎn)量增加86%[6]。

3）兩套系統(tǒng)互不影響，可以同時(shí)開發(fā)也可以單獨(dú)開發(fā)，單井開發(fā)更靈活。