長柱塞短泵筒防砂防垢泵在弱堿三元復合驅的應用探討

董丹丹（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

通過對弱堿三元復合驅三個區塊共計105 口井垢卡檢泵情況進行的統計分析，因柱塞垢卡檢泵因75 井次，占比71.4%；桿管垢卡檢泵10 井次，占比9.5%；因脫節器垢卡檢泵20 井次，占比19%。由此可見，弱堿三元復合驅卡泵的主要原因是柱塞卡，因此，選擇在泵端開展了長柱塞短泵筒防砂防垢泵現場試驗，探究適合且有效的物理清防垢技術，并摸索物理與化學結合的清防垢技術，進一步挖潛三元降本增效潛力[1-3]。

1 長柱塞短泵筒防砂防垢泵

1.1 結構原理

該泵采用了長柱塞、短泵筒結構，柱塞上部閥罩始終處于泵筒外面，減少摩擦副作用行程（僅1.2 m），油液在長柱塞擾動下，砂子不易在泵筒內沉積造成砂卡，閥罩采用四孔結構，改變閥球撞擊閥罩頂端位置，提高閥罩的抗擊強度，解決工作中閥球對柱塞閉式閥罩的沖擊造成的打堆現象，增大上部開口閥罩外徑，避免柱塞上部閥罩斷裂，延長抽油泵使用壽命[4-5]。長柱塞短泵筒防砂防垢泵運行示意圖見圖1。

1.2 技術特點

1） 泵筒采用倒置結構，上部處于自由狀態；外管承受尾管、液柱重量產生的拉力，改善泵筒受力狀況，防止泵筒受力變形及其引起的卡泵現象[6]。

圖1 長柱塞短泵筒防砂防垢泵運行示意圖

2）泵筒內外壓差為零，泵隙變化小，砂垢不易進入泵筒與柱塞之間。

3）頂端裝有外倒角的扶正壓帽，使垢片進入泵筒與外管的環形空間，有效防止垢堆積在泵筒上端造成卡泵。

4）泵筒密封段長度設計為1.20 m。

2 現場試驗

2.1 垢卡問題

為試驗該泵除防垢效果，在結垢高峰期的頻繁垢卡井隨作業試驗，頻繁垢卡問題得到有效遏制。

1#井（泵徑70 mm，日產液67 t，含水94.4%）目前處于副段塞階段，2018 年11 月碳酸根濃度上升至489.7 mg/L，鈣鎂濃度41.92 mg/L，處于結垢高峰期，卡泵頻繁。作業換泵后，開井配合加藥，正常運行至今，未作業。1#井酸洗作業時間見圖2。

圖2 1#井酸洗作業時間軸

2#井換泵前平均垢卡周期31 天，平均碳酸根離子濃度339 mg/L，換泵后垢卡周期由31 天延長至278 天有效的提高了垢卡周期，并提高生產時率。2#井檢泵前后數據對比柱狀圖見圖3。

全年共下長柱塞短泵筒防砂防垢泵132 口井，其中未再發生卡泵井119 口，平均運行周期162 天；再次發生卡泵13 井次，卡泵周期由換泵前的98 天延長至165 天，有效的遏制了弱堿三元復合驅機采井頻繁垢卡問題。

圖3 2#井檢泵前后數據對比柱狀圖

2.2 砂卡井治理手段

3#井卡泵解卡小修作業成功后，運行一天再次卡泵，轉檢后現場鑒定泵內砂卡，砂面高7.3 m，決定使用長柱塞短泵筒防砂防垢泵，正常運行至今未在發生卡泵，砂卡問題得到解決。3#井砂卡處理過程見圖4。

圖4 3#井砂卡處理過程

在日常生產過程中，判斷卡泵問題是否為砂卡比較困難，應用長柱塞短泵筒防砂防垢泵從根本上避免砂卡井問題的同時也可避免盲目酸洗解卡，控制清垢成本，提高生產時率，同時應用在聚驅砂卡疑難問題井上也可得到顯著效果，為今后砂卡井治理提供了有效措施手段[7-9]。

2.3 清防垢配合措施

4#井換泵前碳酸根離子濃度逐漸升高，藥劑濃度也逐步提高，卡泵作業換泵后，正常運行未再發生卡泵，且加藥量下降，同時檢泵周期由85 天提高到116 天。4#井換泵后運行情況統計圖見圖5。

圖5 2019 年4#井換泵后運行情況統計圖

通過應用長柱塞短泵筒防砂防垢泵，配合加藥措施優化，實現了藥劑量下降，有效延長垢卡周期，降低生產成本[10]。

2.4 適應性分析

考慮到泵筒長度的縮短，以及發揮刮垢防垢作用，長柱塞短泵筒防砂防垢泵采用三級泵間隙，從現場應用效果看，換防砂泵后，泵效由50.95%上升至61.27%，上升10.32%，產量也相應提高，說明三級間隙泵在弱堿三元復合驅機采井生產上得到良好的應用。防砂防垢泵應用前后生產運行情況統計見表1。

表1 防砂防垢泵應用前后生產運行情況統計

3 經濟效益分析

目前下入該泵132 井次，平均酸洗周期由原來的98 天延長至165 天，平均單井年減少酸洗次數2 次，酸洗1 口井3.8 萬元；三元井平均單井日產油4 t，酸洗一次為3 天，少影響油12 t，增油費用4.05 萬元，單井年創效15.7 萬元，目前下入長柱塞短泵筒防砂防垢泵井數占三元總井數的12%左右，若覆蓋全廠三元區塊，可實現規模創效。

4 結論

1）應用長柱塞短泵筒防砂防垢泵，配合化學清防垢措施，能夠有效延長頻繁垢卡井垢卡周期。

2）應用長柱塞短泵筒防砂防垢泵，優化減藥停藥措施，減少防垢藥劑用量，減少卡泵頻次。

3）應用長柱塞短泵筒防砂防垢泵，聚驅配合防砂篩管，三元避免防砂篩管，減少機采井砂卡問題。