海上平臺電潛泵井換大泵方案設計與優化

張笑龍

摘? ?要：原油是現代工業的“血液”，做好原油的勘探與開采將有助于保障我國經濟的健康穩定發展。海上油田勘探和開采周期都較長，且成本較高。在海上油田的開采中除了需要積極開拓新油田外還需要做好老油田的“潛力”挖掘。電潛泵井換大泵是老油井提產穩產的有效舉措，新時期需要針對海上油田中眾多的老油井所存在的問題積極做好電潛泵井換大泵的設計優化，保障原油產量。

關鍵詞：海上平臺? 電潛泵? 換泵

中圖分類號：TE355? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0046-02

海上油田經過多年的開采已經進入到了開采的末期，開采的效率和開采的質量都大受影響，為解決這一問題可以在海上平臺中應用電潛泵井換大泵的技術，此舉能夠有效的提升老油井的開采效率和開采量。在應用上述技術時需要對大電潛泵應用時所面臨的老油田復雜的提升液情況引起足夠的重視，通過在設計階段進行合理的優化克服困難，實現電潛泵的安全、高效的使用。

1? 電潛泵組排量的計算

為確保電潛泵井換大泵能夠取得良好的效果需要對電潛泵組的排量進行精確的計算。在確定電潛泵組排量上可以按照以下的步驟進行：（1）可以使用廣義IPR曲線法，該方法是基于Vogel方程所完成的，利用上述方程能夠完成電潛泵組的油氣水三相的產能分析與預測。（2）海上油田為了在單位時間內獲得最大的開采量在開采方式上主要以多層合采為主，一般來說，相鄰油層如若其內部所含有的油層物性相差不大的情況下相鄰油層之間并未有明顯的壓力差，在這一情況下采用多層合采的開采方式將能夠使得油層獲得最大的開發效率。需要注意的是多層合采井的IPR曲線與分層油井的IPR曲線相重合。在電潛泵排量參數的選擇上需要結合井下油層的分布情況合理的進行計算和確定。（3）如若未能確定油井的飽和壓力，在電潛泵排量參數的確定上需要將油井產液梁、水氣比、油氣比等參數進行綜合性的考慮。并在確定相關參數時與歷史數據進行對比并使用加權系數進行相應的修正。（4）在確定電潛泵機組排量上還需要綜合油井在一段周期內的實際產量和在這一時期內油井采油指數曲線的變化進行綜合性的確定，通過對油田產量進行模擬分析綜合確定出老油田在電潛泵機組改變后所能達到的油田產能。

2? 電潛泵機組設計優化

2.1 電潛泵機組優化設計所遵循的原則

在電潛泵機組的優化設計上需要遵循以下幾方面的原則：（1）電潛泵機組泵型的合理化選取。在綜合考慮到老油田今后3年內開采過程中供液能力變化的基礎上確保所選電潛泵機組泵型能夠在最高效率點附近工作，以便改造后的電潛泵機組能夠提供所需提取液。（2）電潛泵機組設計時需要確保電潛泵機組額定排量與老油田油藏配產參數之間的平衡。（3）電潛泵機組在滿足計算所需舉升液體的需求，同時還需要具有足夠的冗余能力，電潛泵機3相關參數的確定其內部需要囊括一定的提頻空間。（4）合理的確定電潛泵機組的相關配件（線纜的規格、管柱的尺寸等），上述配件的參數都會對電潛泵機組的使用產生直接的影響，合理的確定相關參數將有助于提升電潛泵機組的使用效率和使用效果。

2.2 電潛泵機組工作參數的確定

在海上老油田應用電潛泵換大泵技術時，為保障電潛泵機組能夠發揮出良好的功效，需要電潛泵在設計選型上確保電潛泵更換后的電潛泵能夠工作在高效區域，為實現這一目標需要結合電潛泵的特性曲線來進行選取。通過分析電潛泵特性曲線，可以獲知電潛泵的最高效工作區域，結合特性曲線中的推薦工況區的范圍完成對于電潛泵邊界揚程、泵排量、軸功率等相關參數的計算。

除了就電潛泵主要參數進行計算確定外，還需要做好電潛泵相關附件的選型設計。電潛泵所使用的電纜是電潛泵優化設計中所需要重視的一個方面。在電纜選型設計上需要綜合考慮到電潛泵的功率以及電纜的阻值、通過的電流和電纜上所產生的壓降等，一般來說，電潛泵所使用的電纜壓降如能控制在5%以內就能夠符合電潛泵的使用要求。電潛泵在使用的過程中必須要有足夠的沉沒度才能夠發揮出應有的作用，如電潛泵未能沉沒到足夠的深度在電潛泵的吸入口將無法達到電潛泵正常工作所需要的流壓，從而造成電潛泵在工作的過程中將因供液問題而欠載停機。在電潛泵的選型過程中需要結合老油田的使用條件合理的就電潛泵的沉沒度進行選取，一般來說將電潛泵的沉沒度控制在200m以上較為合適。狗腿度是電潛泵在斜井或是定向井中應用時所需要考慮的一項重要參數，電潛泵在使用的過程中將受到狗腿度的重要影響，因此在電潛泵的設計優化時需要結合電潛泵的應用條件進行綜合性的選取，最優來說為確保電潛泵能夠獲得良好的使用壽命需要將電潛泵運行時的狗腿度控制在1°/30m的范圍內，以期使得電潛泵獲得良好的使用壽命。電潛泵在井下工作的環境較為復雜，在電潛泵的設計優化中還需要考慮到井下復雜的工況條件。比如說井下泥砂含量超標、結蠟、腐蝕性偏高、結垢等。針對不同的情況需要選擇最優化設計，如含砂量過高則應當選擇具有一定防砂能力的電潛泵，如油井含砂量超過500g/m3，則需要選用防砂電潛泵，并依據井下含砂量的具體數據選擇不同防砂等級的電潛泵。對于結蠟油井，在修井下放入電潛泵前需要對電潛泵進行刮蠟和防結蠟處理，用以確保電潛泵能夠發揮出良好的效果。同樣的在油垢油井中也需要采用具有防垢能力的電潛泵。

2.3 電潛泵其他配套設備的選取

對于電潛泵所使用油管的選取需要考慮以下兩個方面：（1）首先是電潛泵所使用的油管需要具有良好的通過效果，選用大尺寸的油管能夠有效的減少提升液在流動過程中所產生的摩擦力，降低了電潛泵單位提升液的功耗，降低了電潛泵在揚程和電機功率方面的損失，從而降低了電潛泵的使用成本。（2）電潛泵所使用的油管需要具有良好的耐腐蝕性，電潛泵運行過程中將會最大限度的提升提液的流動量，提升液在高流速下將會對電潛泵所使用油管產生較大的沖蝕，從而影響油管的使用壽命。通過實驗和現場實際表明如將電潛泵的沖蝕流速控制在1以內油管將具有良好的沖蝕能力，因此在選擇油管時可以選擇較大管徑的油管，將油管內流體的沖蝕流速控制在1以內。

在電潛泵的設計優化中除了考慮上述因素外還需要對電潛泵所配套的地面設備進行優化選取。電潛泵地面配套設備主要集中在變壓器和變頻器兩個方面。在變壓器選取方面，地面所使用的變壓器容量需要超過電潛泵額定電機功率的1.25以上。上述變壓器容量僅僅是理論數值，在計算變壓器容量時還需要考慮到變壓器的安全冗余量，一般來說，在對變壓器進行安全冗余計算時多選用1.5作為安全冗余系數，只有如此才能夠確保所選用的電潛泵能夠具有較為安全的舉升揚程。

3? 結語

我國海上油田經過多年的開采已經逐漸進入了開采后期，在這一時期為確保油井能夠具有良好的開采量多采用的是電潛泵井換大泵的技術。本文在分析電潛泵井換大泵的技術的基礎上就電潛泵井換大泵的技術應用過程中所需注意的要點進行了分析介紹，并就如何做好電潛泵井換大泵的技術的優化設計進行了分析闡述。做好電潛泵的優化設計將有助于提升老油井的開采效率，提高老油井的開采量。

參考文獻

[1] 盧中原，馬英文，張興華，等.電潛泵與螺桿泵水循環加熱聯作測試技術及其在渤海油田大斜度稠油井的應用[J].中國海上油氣，2016，28（3）：127-131.

[2] 于志剛，穆永威，曾玉斌，等.海上油田電潛泵井提液方案優化設計[J].重慶科技學院學報：自然科學版，2016（3）：94-96.

[3] 饒裕洪，黎玲.海上采油平臺工頻電源柜在電潛泵解卡方面的應用[J].石化技術，2019，26（2）：129-130.