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新型节能稠油无杆采油工艺试验与应用

发表时间：2020/7/17 来源：《文化时代》2020年4期作者：邵帅范琳

[导读] 随着采油技术的不断发展，对于稠油区块的开发规模逐渐增大，依靠传统的抽油杆举升配套电加热生产，运行成本较高，在实际运行过程中会受到井斜和油稠的影响，导致杆管磨损严重，已经无法满足对稠油区块的开采，因此对稠油开发的技术研究非常重要，通过对稠油无杆采油技术的研究和分析，能够有效降低能耗，减少企业日常维护成本，提高采油效率和质量。

长庆油田第十一采油厂甘肃省庆阳市 745000
        摘要：随着采油技术的不断发展，对于稠油区块的开发规模逐渐增大，依靠传统的抽油杆举升配套电加热生产，运行成本较高，在实际运行过程中会受到井斜和油稠的影响，导致杆管磨损严重，已经无法满足对稠油区块的开采，因此对稠油开发的技术研究非常重要，通过对稠油无杆采油技术的研究和分析，能够有效降低能耗，减少企业日常维护成本，提高采油效率和质量。
        关键词：稠油；采油工艺；试验与应用


随着采油量任务的不断提高，为了能够实现采油厂稳定生产的目标，需要对稠油采油工艺进行完善和改进。由于稠油油藏的粘度高，地层供液能力不足，利用的传统的稠油有杆工艺进行举升，所消耗的能耗较高。为了减少能耗较高问题，近年来虽然通过节能产品，来提高电加热设备的运行效率，采用清洁性能源来代替原有的电加热工艺，但是实际应用效果并不明显，因此需要提高稠油开采工艺才能够进一步解决日益紧张的能源局势和成本压力。
        1工艺原理概述
        1.1工艺原理
        电动潜油螺杆泵采油系统主要是依靠井下机组底端的潜油电动机，利用保护器、联轴器组件和螺杆泵的转子下端进行连接，依靠电缆将电力输送给潜油电动机，潜油电动机带动转子使螺杆泵进行运转，从而将井液举升地面。
        1.2工艺特点
        井筒机组配套设备主要包含：永磁同步电动机、保护器、螺杆泵、智能测温测压装置
（1）        控制系统配套设备主要包含：智能启停、监测智能控制、数据传输、诊断系统等。
（2）        电动潜油螺杆泵利用永磁同步电动机，并匹配变频控制系统，可以有效降低转速，无需配备减速装置，从而能够减少故障点的发生；另外，永磁同步电动机的工作效率可以达到80%，驱动过程中所造成的扭矩高，机组温度上升慢，能够减少发热量。
（3）        电动潜油螺杆泵主要利用挤压增压方式运行，在运行过程中机械效率较高，从而能够有效提高稠油进泵效率；与传统举升工艺相比，电动潜油螺杆泵利用连续举升方式，可以有效提高井流面积，降低摩阻，从而实现稠油冷采工艺，降低机组能耗。
（4）        2稠油冷采工艺实验
        2.1试验中存在的问题
        稠油井筒的摩阻值测量不准、地层供液能力无法估计以及螺杆泵排量选型不正确导致经常出现过流报警，当出现地层供液不足时，可以采用套管补液的方式进行生产，对稠油井进行掺水工作时电流会出现迅速降低现象，电流会随着油井液面降低而出现升高，导致电流会出现超额运行。
（1）        电动机和电缆接头处没有进行绝缘处理，导致小扁电缆密封出现问题。
（2）        电动潜油螺杆泵在进行工作时，吸入口的过流面积较小，导致稠油进泵阻力过大。
（3）        随着电流频繁出现超额运行，在进行热洗工作后，会发现电动潜油螺杆泵中的转子出现卡死现象，主要原因是转子和定子之间出现摩擦，导致温度升高，从而破坏定子橡胶。
（4）        在进行工作时，发现保护器中的螺钉出现松动，初步判定为震动原因导致。螺钉松动导致井液会进入保护器内部，导致保护器失去作用。

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（5）        2.2含水率对井液黏度的影响
        在摩阻计算模型过程中，虽然考虑到各种因素对黏度变化的影响，一般情况下需要利用50℃的脱水原油进行摩阻计算，但是由于在实际生产过程中，液体主要有油水混合物所组成，因此需要研究不同含水率条件下的油水混合物黏度值变化，才能够贴合实际情况，为电动潜油螺杆泵的举升工作提供重要依据。
        2.3研究测温测压装置
        为预防电动潜油螺杆泵出现干抽现象，另外解决稠油井地面测量动液面误差大的问题，需要对电动潜油螺杆泵测温测压装置进行优化，可以有效获取井下压力并收集温度数据。可以有效实现自动调节转速，控制设备沉没度没，能够有效避免电动潜油螺杆泵出现干抽现象。
        2.4改善保护器结构
        由于稠油黏度过大，流动性不好，在井下采油过程中井液不能够快速通过呼吸口，来填充保护器腔体，导致保护器出现内外压增大的情况，使电动机内外压差出现不平衡状态，容易造成电源接头处出现故障。通过对上述原因的了解，将保护器的呼吸口由下端转移至上段，并在电动潜油螺杆泵下井时对注入电动机油，可以保证保护器的内外压差达到平衡状态，进而有效提升电动潜油螺杆泵对稠油井的适应性，根据不同原因对保护器进行改善，能够在最大程度上提高采油量，提高油田企业的经济效益。
        2.5优化小扁电缆接头材质
        造成小扁接头密封失效的主要原因就是由于密封件材质承压失效所导致电动机进液短路问题，因此需要增加密封件耐压性，同时优化小扁电缆接头性质，从而进一步提高其适应能力和稳定性。
        2.6优化管柱减振
        由于电动潜油螺杆泵的长度较长，在进行高速运转的过程中转子的偏心旋转会造成套管振动，造成机组壳体连接处以及电缆接头出现松动，容易导致电动机出现短路。因此需要在电动潜油螺杆泵两端安装阻尼减振器，可以有效减少套管振动，从而提高电动潜油螺杆泵的稳定运行。
        3应用效果
        对LM油田中的28口稠油井进行电动潜油螺杆泵进行采油，单井日常量提高至5t，油井排量效率提升至85%，耗电量降低至95kW/h，节电率达到95%，使LM油田的能耗成本控制在10万元左右，节能效果非常明显。
        利用电动潜油螺杆泵可以有效解决因稠油而不能生产的油井，实现稠油无辅助降黏冷采，恢复LM油田中8口因稠油而不能生产的油井，累积产油达到6600t。单井投入金额降低至54万元，有效节省成本593万元，由此可以看出利用电动潜油螺杆泵不仅可以提高油井的开采量，而且还可以提高油田的经济效益。
        4结束语
        通过对新型节能稠油无杆采油工艺的分析，可以看出需要对不同含水井液黏度变化规律进行研究，才能更加准确的计算摩阻和选择电动潜油螺杆泵型号；优化保护器结构以及小扁头电缆接头材质，改进电动潜油螺杆泵吸入口，为电动潜油螺杆泵匹配智能测温测压技术，可以有效解决干抽问题，采用电动潜油螺杆泵技术可以减少能耗，节能效果比较突出。
        参考文献：
        [1]万云.稠油采油工艺技术试验与应用研究[J].石化技术，2015，v.22（11）：166.
        [2]张祖峰，李建馨，孙秀华，李玲玲.稠油无杆举升节能技术探索与应用[J].资源节约与环保，2013（11）：51-52+56.
        [3]王薇.直线电机无杆采油工艺在特殊井型油井试验与应用[J].内蒙古石油化工，2012（14）：13-14.