优化电泵设计延长检泵周期探讨

发表时间:2021/9/6   来源:《科学与技术》2021年12期4月   作者:张金鹏 卢小景
[导读] 电动潜油泵在油田的开发后期起着重要的作用,然而电泵井作业维护费用
       张金鹏  卢小景
       中石化胜利油田分公司纯梁采油厂,山东滨州256504
       摘要:电动潜油泵在油田的开发后期起着重要的作用,然而电泵井作业维护费用高使延长电泵检泵周期对控制油田生产成本有着重要影响。系统地分析了影响电泵井检泵周期的各种因素,在这基础上结合电泵在生产过程中出现的问题提出了对策措施,并对措施实施结果做了总结。
       关键词:潜油电泵;检泵周期;因素分析;对策
       
       近年来随着油藏的不断开采,油田已逐渐进入开发后期,油层连通性变差,层间能量差异增加,注采对应率降低,电动潜油泵井采油作为一种强化排液方式,在油田后期的开发中起着重要的作用,是油田保持产量的有效手段。随着油田开发的进行,油井出现出砂、结垢、腐蚀等现象,造成电泵井的作业维护费用高,检泵周期短,使生产成本增加,油井生产效益低,也给油田的开采和生产管理带来了难度。以某采油管理区为例,该管理区主要负责两大断块的油田开发,管理着断块上98口采油井,97口注水井,其中电泵井15口,日产液2032.3吨,日产油87.5吨,占全区产油量的42.68%。该管理区所在采油厂电泵井平均检泵周期为433天,而管理区电泵井检泵周期才383天,与采油厂平均水平有着比较大的差距。
       1影响检泵周期因素调查与分析
       从电泵井倒井的原因来看,管理区电泵井检泵次数16次,对检泵原因进行统计分类,可看出电泵井倒井的直接原因主要是管漏、机组问题、电缆烧三项。下面将引起检泵的各项原因分别讨论。
       1.1地质因素分析
       (1)供液不足。供液不足对电泵生产影响很大。电机在井下高速运转会释放大量热量,供液不足时,流经电机周围的流体减少,不能及时降低电机温度,时间长了,电机内部的绝缘、密封等材料失效,造成电机烧毁。长期的供液不足,会造成潜油电泵频繁停机。频繁启、停电泵,会使电机内部温度频繁交替上升和下降,从而造成保护器呼吸的次数增加,而且每启动电泵一次,井下电机会受到电机正常运转时额定电流3~8倍的冲击,对电机、电缆绝缘造成很大伤害。
       (2)油井出砂。某井2019年9月短路停机,洗井无效,电泵队鉴定检电泵,发现提出的机组表面含砂,该井液含砂量0.621%,电泵对油井井液的含砂量要求是不超过0.5%,超出这个范围,出砂就会威胁到电泵的正常运转,再加上电泵在井下工作时间久了,设备运行效果会打折扣,出砂不能及时排出,加重电机运转负荷,超出了过载值便会发生过载停机,如果情况还严重些,泵轴承受不了出砂带来的负荷便会发生泵轴断的故障。
       (3)油井腐蚀。腐蚀包括井液本身的腐蚀以及在一些有垢的井为除垢所投加的除垢剂引起的强烈腐蚀,对机组寿命的影响是相当严重的。由我们调查了多口井的油田产出水分析材料,得到的结果C1-含量都很高,C-能与井下设备中的Fe离子发生反应,引起设备的腐蚀,某井在长期运转之后,电机外壳被腐蚀出了直径5cm的一个坑,有穿孔的危险,一旦将电机外壳腐蚀穿孔,井液进入电机内部,便会发生电机烧;电缆在井下长期工作的过程中也可能被井液腐蚀,使外表的绝缘部分受损,造成电缆烧;在井筒中的油管也会被腐蚀,液量下降,试压不住,判断管漏,检电发现第125根油管节箍下有直径10mm洞。
       1.2工程施工及管理因素
       在电泵安装及生产过程中,由于人为因素造成电泵井倒井的情况也时有发生。
       (1)施工未严格按程序操作。电机在出厂时都会经过质量检验,但由于电机在井下工作,环境恶劣,会发生的情况很难预料,所以说机组在到井场后连接时相当于重新装机,要拥有绝对的质量保证,操作人员一定要严格按标准程序操作。


       (2)日常管理和措施不当。因操作人员管理不当,随意停机,频繁启动,故障停机后不查明原因,盲目启动,欠超载保护值调整不当,都能造成机组损坏。
       2对策措施与实施效果
       针对电泵井出现的情况,该管理区做了多方面的工作,改善电泵运行环境,加强电泵管理等,下面将这些工作以及效果做分析总结。
       2.1地质方面措施调整
       (1)针对能量不足,组织油水井分析,进行注采调整。调配电泵井对应水井,补充地层能量。经过分析井组对应情况共调配电泵井对应水井4井次。例如:电泵井1#井,其对应水井由日配注50m3调配到150m3后,液面由1423米恢复到1264米,日产液由102.9吨上升至119.4吨,日油6.5吨。调整泵挂,保持合理沉没度。根据各项资料优化设计电泵井2井次,使电泵井的沉没度保持在合理范围内。2#井在措施前,一度出现供液不足的现象,由于没有对应水井补充能量,作业后泵挂由1400米加深到1700米,沉没度由181米增加到368.6米,液量由138吨上升到153.6吨,电泵井在合理区内正常运行,不仅提高了产量,而且有效保护了机组运行。
       (2)针对电泵井普遍出砂的问题采取的措施。保证合理的生产压差,避免地层激动出砂。对液面波动较大的电泵井进行油嘴控制,保证一定的油压,避免大排量开采,引起地层出砂。某井使用14mm油嘴生产,油井有出砂现象,针对这种情况,改换10mm小油嘴生产,控制生产压差,油压由0.8MPa上升到1.6MPa,液量虽有所下降,但避免了出砂情况恶化,效果不错。b.在电泵机组下面下油砂分离器,在电泵生产中它能将井液中的砂粒进行分离,避免进入机组中。
       (3)结垢、腐蚀井的治理。结垢井多伴随着腐蚀,由于结垢需要一定的形成条件,我们可以在其未形成之时抑制它的生成。利用磁力防垢器,结垢分子可以在磁力的作用下发生能级跃迁,活性增高难以稳定下来沉积,另外磁力还能让结垢物的分子极性改变,分子间相互排斥,难以附着在管型上,从而达到防垢的效果;注化学除垢剂也可以阻止结垢的形成,垢的主要成分是CaCO3,含有羧基或磺基功能团的高分子防垢剂可与Ca2+发生络合反应,生成可溶性的络合物,起到增溶作用;成分为聚羧酸阴离子型的防垢剂溶于水后,可离解成带负电的聚离子,当与CaCO3微晶相碰撞时,发生物理或化学吸附,无机盐的微晶被吸附在聚离子的分子链上,呈分散状态,悬浮在水溶液中不会形成沉淀。对于3#井,采取了下入FY-111防垢器的方式减少结垢现象,利用磁场的作用力形成油水混合物的破乳和降粘作用机制,使电荷有效“中和”,形成磁化结晶效应,减少了结垢的问题。
       2.2监督施工,确保作业质量严格执行施工标准,确保作业质量严格执行下泵施工标准,是保证施工质量的关键,施工质量主要反映在机组下井安装和下油管操作上。为了提高下井质量,我们确保以下几个方面:(1)清洁。下泵过程中,所有部件要清洁,所用的工具要干净,并且不允许有任何脏物或异物掉入机组内。(2)更换。对机组上应更换的一次性件必须全部更换,并仔细检查其质量,不得错装、漏装。(3)平稳。对每个工序均要平稳操作,下放电缆同下油管速度要协调一致。(4)检查。在施工过程中要加强监督检查,对整套机组按规定进行测量检查,对每一根油管也要认真检查,发现不符合标准就立即停止施工,待查清原因,采取措施后方可继续施工。
       3结论
       通过研究和采取一系列措施,管理区的电泵总体生产情况由于措施前,延长了电泵的检泵周期。检泵周期的延长是一个系统问题,只有将治理日益恶劣的生产环境;提高潜油电泵机组、电缆、油管及其他配件的质量;合理地选井选泵;加强潜油电泵井的管理,及时分析影响检泵周期的因素并采取相应的对策解决,同时作好日常管理和施工质量的管理结合起来才能延长电泵的检泵周期。
       参考文献
       [1]何百平等译.潜油电泵采油技术译文集[M].北京:石油工业出版社,1993.
作者简介:张金鹏(1990.09—),男,山东德州人,汉族,大学本科,高级技师,目前从事石油工程(采油)工作。
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