渤海稠油冷采井电潜泵精细化设计方法及延寿对策研究.pdf
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1、第 卷 第 期广东石油化工学院学报.年 月 渤海稠油冷采井电潜泵精细化设计方法及延寿对策研究于法浩喻小刚黄荣贵侯新旭曾润(中海石油(中国)有限公司 天津分公司天津)摘要:渤海油田稠油冷采井通常采用电潜泵举升但目前电潜泵选泵设计以及现场运维未精细考虑稠油井黏度的动态变化出现了故障率高、效率低等问题 针对该问题依托典型井特征通过模拟计算建立了 型电潜泵适用黏度图版得出电潜泵极限工作黏度及适用乳化含水区间并提出了稠油冷采井生产前、中、后期的电潜泵精细化设计方法 为保障电泵运行寿命提出了掺水降低时机、经济掺水量、停井后再启泵频率、热洗井时机等运维手段关键词:电潜泵稠油冷采选泵设计延寿对策中图分类号:文
2、献标识码:文章编号:()渤海有 个油田以稠油冷采为主稠油冷采井数为 余口其中电潜泵生产占比.潜油螺杆泵生产占比.电潜泵是渤海油田稠油冷采井主要的举升方式 稠油冷采井在不同生产阶段井液黏度随含水、温度动态变化呈现出生产初中期黏度大、生产后期黏度小的变化规律 电潜泵在这种动态变化井况中服役时生产初中期平均检泵周期为 故障率达其中检泵周期仅为渤海油田电潜泵平均值的生产后期平均检泵周期达到平均水平 由此可见井液黏度严重影响了电潜泵的平稳运行如何保证电潜泵在稠油冷采井不同生产阶段长寿、高效运行急需攻关研究 电潜泵运行寿命及效率受选型设计、产品质量、作业质量、运行维护四个因素影响经过几十年的研究渤海油田已
3、形成多项设计标准或机采井管理体系在一定程度上推动了电潜泵长效运行 但由于现有选型设计方法以定性评价黏度对电潜泵影响为主且设计及运维管理多依靠经验缺少配套的理论支撑制约了稠油冷采井中电潜泵运行寿命及效率的进一步提升 为此本文通过深入剖析不同生产阶段黏度对电潜泵运行状态的影响建立了稠油冷采井电潜泵精细化设计方法及延寿对策为进一步电潜泵选型设计及运维管理提供理论依据 稠油冷采井电潜泵运行状态分析稠油冷采井不同生产阶段井液黏度随含水、温度动态变化 以在生产稠油冷采井为研究对象通过摸索不同生产阶段井液黏度变化规律分析黏度对电潜泵运行状态的影响为电潜泵精细化设计提供研究方向.不同生产阶段井液黏度变化规律渤
4、海油田稠油冷采井广泛分布在 个油田中 为了摸清不同生产阶段井液黏度变化规律分析黏度对电潜泵运行状态的影响以实际井为研究对象并制定选井原则进行筛选:()原油黏度较大对电潜泵的运行产生影响()地层供液充足经历完整的含水变化阶段()井况良好生产过程无出砂、结垢、结蜡、腐蚀的问题依据以上选井原则筛选出、等 口实施化学降黏措施的井为研究对象通过各井生产动态分析得出了不同生产阶段井液黏度的变化规律:()生产初期:产液量 /含水率低井筒温度低井液黏度稍大于原油黏度()生产中期:产液量 /含水率高井筒温度高井液黏度低约为生产初期的.倍 以 井为例进行说明如图、所示图 井生产动态曲线图 井黏温曲线.黏度对电潜泵
5、运行状态影响分析稠油冷采井生产初、中期井液黏度大通过系统梳理 口目标井在该生产阶段的电机电流、电机温度、扬程损失、能耗、泵效及检泵周期分析黏度对电潜泵运行状态的影响:()生产初、中期电机电流较生产后期升高 这是由于较大黏度的井液大幅增加了电机的负载()生产初、中期电机温度分布在 较生产后期升高 这是由于运行电流的增大导致电机发热量增加()生产初、中期电潜泵扬程损失达 较生产后期增加 较大黏度的井液大幅增加了泵内摩阻()生产初、中期单方耗电量分布在.生产后期单方耗电量为.()生产初、中期排量效率分布在 以下较生产后期低()黏度导致机组关停的比例为 生产初、中期电潜泵检泵周期仅为 生产后期为图 口
6、目标井生产初中期及生产后期检泵周期 口目标井生产初中、后期检泵周期如图 所示 稠油冷采井电潜泵精细化设计图版建立黏度会大幅降低电潜泵的运行效率缩短电潜泵运行寿命由于在不同生产阶段井液黏度随生产参数动态变化为提高电潜泵对黏度的适应性保证不同生产阶段电潜泵高效举升需开展电潜泵精细化设计及延寿对策研究.精细化设计图版建立思路稠油冷采井中黏度造成电潜泵运行效率低、运行寿命短的根源是举升中较大的沿程摩阻大幅增加了机组负载导致机组严重偏离高效区工作 因此明确不同生产阶段沿程摩阻变化规律建立电潜泵扬程与沿程摩阻间的关系是稠油冷采井电潜泵精细化设计及举升对策制定的关键 举升中的沿程摩阻由入泵处摩阻、泵内摩阻及
7、油管内摩阻组成电潜泵沿程受型号及频率影响 基于目标井通过建立电潜泵举升沿程摩阻与扬程间的关系图版指导设计与举升对策制定 精细化设计图版的建立思路如图 所示图 精细化图版建立思路广东石油化工学院学报 年.精细化设计图版建立精细化设计图版描述电潜泵扬程与举升中沿程摩阻间的关系 其中电潜泵扬程与型号有关较容易获取 而举升中的沿程摩阻与液量、流体性质、流动通道息息相关需要依托相关理论进行准确计算.沿程摩阻计算方法精细化设计图版建立的前提是准确计算举升中的沿程摩阻 沿程摩阻除与流速、黏度、流态相关外流动通道形状也是重要的影响因素其直接决定了摩阻计算理论 由于泵入口、泵内、油管内流动通道形状差别较大选择相
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