中国石油技术开发有限公司北京100028
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。电潜泵的应用可以有效提高超深稠油储层的开采量,电潜泵具有体积小,维修方便,结构简单,自动化程度高等特点,但是电潜泵在使用过程中,需要合理利用电泵机组与生产参数的匹配性,否则就有可能出现工作效率低的情况发生,因此分析电潜泵在超深稠油储层中的应用,提出相关的改进措施,有利于提高超深稠油储层的采收率。
关键词:电潜泵;超深稠油储层;采油技术
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,需要对超深稠油采油工艺进行完善和改进。由于超深稠油油藏的粘度高,地层供液能力不足,利用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电潜泵在超深稠油开采中的技术难点
我国对于稠油的开采方式主要为蒸汽吞吐开采方式,超声稠油利用蒸汽吞吐开采,举升初期产量较高、抽油泵耐温要求高、抽油机荷载大。油井产出液温度较高,乳化严重、原油中含有胶质、沥青质的含量较高、原油粘度大、油水密度差较小,因此电潜泵需要具备大排量。由于电潜泵的设备安装简单、管理方便等优点,比较适用于中、高含水期或者中后期的原油生产[1]。
2电潜泵工艺原理概述
2.1工艺原理
电潜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。
2.2工艺特点
(1)井筒机组配套设备主要包含:永磁同步电动机、保护器、电潜泵、智能测温测压装置
(2)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。
(3)电潜泵利用永磁同步电动机,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。
(4)电潜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,电潜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[2]。
2电潜泵在超深稠油储层开采中的优化设计及配套措施
2.1电潜泵的性能指标
电潜泵在开采稠油过程中,除去要满足常规油藏的开采特性,还需要具备较高的耐温性和耐腐蚀性,电潜泵在设计过程中需要充分考虑附加功率,在地面设备中安装变频柜,实现电潜泵的变频驱动,根据油藏的供液特点实现不同程度的电动机转速。在开采超深稠油过程中需要提高电潜泵的设计排量,同时要考虑到举升设计、添加降粘剂等方式实现超深稠油的开采[3]。
2.2电潜泵的设计要求
在进行油藏开采过程中,可以利用井温曲线和粘温曲线对原油的温度进行分析,根据原油对温度的敏感性,设置合理的井下泵工作温度,合理控制原油粘度范围。电潜泵在井下工作过程中,当原油温度每上升30度时,原油粘度的设计值应适当降低。通过地层水化实验结果,结合地层水的腐蚀特点,需要有针对性的采取防腐措施,如果油井出砂严重,需要在电潜泵的设计上选择合理的防砂电泵。
2.3相关配套工艺
如果油井出砂严重需要进行防砂措施:在电潜泵下面采用封隔器来作为封隔工具,电潜泵下端采用不锈钢波纹立体防砂管,可以有效减少堵砂现象的出现。
电潜泵稳定运行措施:结合油藏的生产特征,在生产的不同阶段,为了可以有效提高电潜泵的开采效果,可以使用变频控制装置,合理控制频率的变化特征,可以有效控制潜油电机的转速,对泵的排量进行合理调节,使潜油泵的工作特性与油井的设计相符合,使电潜泵在最佳的范围内可以生产,减少电潜泵的机械磨损和故障发生率可以有效节约成本,提高稠油的开发效果[4]。
2.4电潜泵参数的设计原则
在设计举升系统时,可以根据油藏类型、井身特点、地层的原始结构、原油粘度温度等因素,选择合适的电潜泵性能指标,主要考虑电潜泵的耐温性、电缆承载温度、泵的类型、电缆长度等方面。结合油井的供液能力选择合适的电潜泵排量,综合考虑电潜泵机组系统,结合油藏粘度,选择合适型号的叶导轮。结合叶导轮在不同粘度下的修正系数,计算出电潜泵效率,合理选择电潜泵型号[5]。
3电潜泵在超深稠油储层的应用效果
对LN油田中的28口超深稠油井进行电潜泵进行采油,单井日常量提高至6t,油井排量效率提升至85%,耗电量降低至105kW/h,节电率达到95%,使LN油田的能耗成本控制在12万元左右,油井采收效果非常明显。
利用电潜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LN油田中9口因稠油而不能生产的油井,累积产油达到7600t。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潜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
通过对电潜泵采油工艺的分析,可以看出需要对不同含水井液粘度变化规律进行研究,才能更加准确的计算摩阻和选择电潜泵型号;优化保护器结构以及小扁头电缆接头材质,改进电潜泵吸入口,为电潜泵匹配智能测温测压技术,可以有效解决干抽问题,采用电潜泵技术可以减少能耗,采收效果比较突出。
参考文献:
[1]张兆祥,刘慧卿,杨阳,舒怀,朱林.稠油油藏蒸汽驱评价新方法[J].石油学报,2014,3504:733-738.
[2]王旭.辽河油区稠油开采技术及下步技术攻关方向探讨[J].石油勘探与开发,2006,04:484-490.
[3]席长丰,齐宗耀,张运军,刘彤,沈德煌,木合塔尔,董宏,李秀峦,蒋有伟,王红庄.稠油油藏蒸汽驱后期CO_2辅助蒸汽驱技术[J].石油勘探与开发,2019,4606:1169-1177.
[4]管公帅,王庆国,刘向斌,王鑫.三元复合驱螺杆泵井中性清垢剂的研究与应用[J].油田化学,2019,3604:724-727.
[5]齐献宝,王志明,姜晨华,詹美珍,王江宽,张玉增,安彩华.生物采油技术在辽河油田稠油开采中的应用[J].油田化学,1999,01:3-5.