海上油井的气举-电泵组合举升耦合模型研究

为了充分利用海上平台的气源进行海上深井的开发,引入了气举与电潜泵组合举升系统(GL-ESP系统)。以油藏流入动态和多相流动模型为基础,建立油藏、井筒、GL-ESP系统耦合数学模型,并针对GL-ESP组合举升管柱结构,以压力节点分析为基础,提出潜油电泵工作参数和气举工作参数协调工作的一体化设计方法。利用该设计方法进行实例模拟分析,计算并比较了GL-ESP组合举升与单气举、单电泵举升时的注气量、电泵级数、电泵功率及电泵下深等参数。计算结果表明:GL-ESP组合举升可以大幅度减少电泵级数、降低电泵功率并增加油井产量。GLESP系统通过改善电泵工作状况进而充分发挥设备举升能力,可以充分挖掘油井潜能,对于海上深井的开发具有重要意义。     

渤中29-4 油田自产气气举-电潜泵组合举升工艺增产方法研究

针对渤中29-4油田存在的油气层分采开采周期长、采收率低,且海上平台电力负荷达到上限,无法满足多井同时生产的问题,提出气举-电潜泵组合举升工艺,利用生产井自产气气举实现单井油气同采。以油层、井筒、电潜泵子系统和气举子系统组成的生产系统为对象,采用节点分析与双系统耦合设计的方法,以气举和电潜泵系统高效协调生产为目标,以电潜泵功率为依据,明确不同生产条件下各子系统工作参数的设计方法与步骤,最终确定合理的、最优化的工艺参数设计方案。通过某井计算结果表明,在产液量不变的情况下,与单电潜泵举升系统相比,组合举升工艺中电潜泵所需级数和功率有效降低,分别降为原来的40.2%和40.6%,解决了单一举升工艺系统负荷过大的问题,从而保证多井同时生产,提高平台产量。     

电潜泵举升工艺新进展

近年来,为了推动电潜泵举升工艺的进步,以Baker Hughes公司和Schlumberg公司为代表的各大石油公司推出了一系列新技术和新装备,包括:可替代有杆泵的低排量高效电潜泵;适用于高含气油井的大排量气体分离器;工作温度达260℃的耐高温电潜泵;可实时连续测量井下多项参数的Smart Guard电泵测试系统和Phoenix井下监测装置;可优化电泵系统和提高油井产量的电潜泵监测及自动化系统;现场应用效果良好的双电潜泵举升技术.本文对以上7项新技术做了简要介绍.     

大水量气井电潜泵——气举组合排水采气工艺设计

当气井出水量过大时,采用单一电潜泵进行强排水开采,一般需要安装气体分离器以防止气体进泵,这样必然造成气井产出气能量无法对排水系统做功,使得排水采气系统能耗增加,大大提高了举升系统的启动压力,为解决此问题设计了电潜泵-气举组合排水采气工艺。介绍了该工艺的原理,即将气井自身气通过气举阀引入到油管中,利用地层气的能量减小上部油管柱的流体密度,降低举升管柱压力,以实现减少电潜泵级数及降低泵功率的目的,实现大排量并降低了整个举升系统的投资及运行成本。在此基础上提出了组合举升工艺设计方法与步骤,并以重庆气矿某4716m深井为例,在该井对比单一电潜泵及组合排水采气方案,采用自身气举的组合举升方案,其电潜泵用量和运行功率分别为单一电潜泵举升方案的47．2％和46．9％。     

海上油田电泵-智能气举管柱工艺研究

海上油田存在大量油气共生资源,由于现阶段采油工艺的限制无法实现油气共采,同时以曹妃甸11-6D平台为例的小型生产平台电力负荷达到上限。鉴于此,研发了海上油田电泵-智能气举管柱工艺技术。该技术采用耦合举升工艺,利用现有气源,在电泵上部增加智能气举阀,采用电泵-气举耦合举升方式,可以节省部分电量,减少油井关停造成的产量损失;同时能有效利用气藏能量,实现油气同采,提高油田开发效益。渤中29-4油田某生产井采用电泵-智能气举管柱工艺技术有效降低了泵负载,功率最低降至原功率的42. 08%。该技术解决了油气同采及电泵开采系统负荷过大问题,提高了举升效率。     

青海油田低渗透油藏深层举升工艺技术研究与应用

针对青海油田低渗透油藏埋藏深、 矿化度高等特殊地质特征和现有有杆泵下深受抽汲设备制约的实际情况, 结合低渗透油藏深层油田举升工艺面临的突出问题, 对井下管杆柱和技术参数进行了系统优化, 编制了深层举升工艺及配套技术调整实施方案, 通过分析不同时期下泵深度、 举升方式、 载荷利用率、 机型、 泵径及扭矩变化情况, 确定了中高含水期举升方式转换时机, 推广应用高强度杆深抽工艺、 小排量电泵井深抽工艺、 提高深井系统效率优化设计工艺等技术, 同时完善了大机长泵配套技术、 液压式井下锚定技术等深抽配套技术, 形成了一套适合青海油田深层油藏的举升工艺开发配套技术, 从而大大提高低渗透油田举升系统效率, 延长了油井免修期, 有效的降低油田开采成本。     

油井气举-电泵组合举升运行参数的联调优化

为了解决气举-电泵组合举升配产过程中由于低效工况造成的生产不协调问题，通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征，以及相互之间的能量作用关系，建立了气举-电泵举升耦合数学模型。基于节点分析的方法，通过对油井工况进行分析，在此基础上形成了不同配产目标下气举-电泵组合举升运行参数的优化联调方法，给出了不同配产条件下的电泵和气举优化运行参数。计算结果表明，在气举-电泵组合举升系统出现低效工况时，可以利用采集的生产动态数据进行工况分析，结合分析的量化结果在产量变化时进行参数调整决策，科学设计气举-电泵井的频率-注气联调方案，实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作，在不动管柱作业的情况下达到组合举升油井的高效运行。     

电潜泵举升工艺新进展

近年来,随着电潜泵举升工艺的进步,国外各大石油公司推出了一系列新技术和新装备,如可替代有杆泵的低排量高效电潜泵;适用于高含气油井的大排量气体分离器;工作温度达260℃的耐高温电潜泵;可实时连续测量井下多项参数的Smart Guard电泵测试系统和Phoenix井下监测装置。     

国外电泵采油技术新进展

分析了国内油田人工举升概况,重点介绍了国外电泵采油技术新进展,包括电潜泵、分离器、保护器、电机、控制柜、电缆等方面,给出了目前世界电潜泵的发展趋势主要是改进各种配套部件、加工工艺,以延长泵的使用寿命,电潜泵朝着深井、高压、大排量、高寿命、耐高温、多品种方向发展;电潜泵生产商研制了用于特殊情况下的特殊电潜泵及其部件,编制计算机程序进行泵的优化设计;最后指出了国内电泵采油存在的问题及下一步攻关方向。     

超深井高气油比复合举升技术研究与应用

针对超深井高气油比油藏的生产问题,研究了复合举升技术。该技术在目前机采技术的基础上,把电潜泵和柱塞泵同时安装在同一生产管柱上,进行"接力"采油。为解决2套泵之间的协调问题,加装了蓄能器;同时采用沉降管技术有效地分离了大部分游离气,满足了机采泵对入口气液比的要求。试验表明,有杆泵和电潜泵之间能够协调工作,气体分离效果明显,有效解决了超深井单一举升方式存在的技术难题,并大大降低了高气油比对泵的影响。     

塔河油田深抽工艺技术及应用

塔河油田主力区块为具有底水的奥陶系碳酸盐岩岩溶缝洞型油藏。随着油井供液能力的下降,部分机采井动液面已经逐渐下降到常规有杆泵泵挂极限深度。针对塔河油田深抽过程中面临的有杆泵下深受限,泵效低,杆柱负荷大,防气难度大的举升工艺现状,开展了一系列深抽工艺技术的研究与应用,实现了有杆泵的5300m最大下深和套管未回接井的深抽,保证了供液不足油井的连续生产。在深抽工艺技术大力开展的过程中,杆式泵深抽效果明显,具有检泵时不需要起下机抽管柱,作业效率高,作业成本低等特点。目前已形成了超深杆式泵配套封隔器保护套管深抽和超深杆式泵＋气锚（配套毛细管排气）＋封隔器保护套管等杆式泵深抽工艺技术。为解决有杆泵泵挂深度和泵排量矛盾的问题,将开展电泵深抽和大泵径杆式泵深抽技术的研究。     

潜油电泵合理选配工艺研究

根据潜油电泵特性,分析了不合理选井、选泵对生产和能耗的影响。实际应用情况表明,运行在低排量效率区的潜油电泵占的比例较大,严重影响了油井产量;运行在高排量效率区的潜油电泵虽然占的比例较小,但是能耗损失较大。对于低排量效率油井,应以提高潜油电泵的适应性来提高排量效率,列举了宽流道混流泵在聚合物驱油井的使用情况。对于高排量效率井,应合理选择泵型,保证泵在高效区内工作,从而降低能耗。采用变频技术,可有效增宽泵的高效区,有利于节能降耗,并可保证泵的举升扬程。频率升高,泵的负载功率比电机的输出功率增加得快,对于电机功率余量较小的工频机组,直接采用变频器只可降频调参。     

关于推广应用螺杆泵采油的建议

螺杆泵能用于游梁式机泵和电潜果无法拍采的稠油并、含砂油并和低产油井及中后期水驱油田的采油作业。实践表明，螺杆泵采油系统效率达６３，４％，比游梁式机泵效率高１３％，比电潜泵效率高５０％。为推广应用螺杆泵采油，建议继续开展地面机械和液压驱动单螺杆泵采油装置的研究，并建立螺杆泵应用试验区，形成和完善螺杆泵抽汲预测监测系统。     

稠油潜油电泵工作寿命影响因素分析及治理

针对塔河油田采油二厂稠油潜油电泵工作寿命短的问题,通过对躺井电泵进行拆检分析,结合稠油物性、实测温度场数据及前期电泵系统的技术参数,查找出造成稠油潜油电泵短寿的6个因素为:电泵系统耐温不足、保护器稠油适应性差、离心泵轴系结构缺陷及强度不足、选型设计不合理、电泵系统散热差及稀稠油混配效果差。通过潜油电泵机组技术改进、电缆改进、电泵配套优化及电泵举升配套工艺优化4个方面对稠油潜油电泵系统进行了优化改进,稠油潜油电泵躺井率、故障停机井次大幅度下降,工作寿命明显提高,为油田的正常生产提供了保障。     

草舍油田CO2驱高气油比井举升新技术

在草舍油田注CO2驱油过程中,由于CO2通过大通道窜至生产井,造成气油比上升,导致常规管式泵泵效低,为此进行了CO2驱高气油比井举升技术研究。研制了防气射流泵和强制拉杆防气泵等关键工具,组合了具有二级防气功能的CO2驱高气油比井举升管柱,并采取了防止CO2腐蚀的技术措施,形成了CO2驱高气油比井举升新技术。该技术在草舍油田3口井进行了现场试验,结果表明,3口试验井平均泵效提高了10.5百分点,平均单井日增油2.0 t。这表明,CO2驱高气油比井举升新技术能够解决草舍油田CO2驱高气油比井泵效低的问题,达到提到泵效和产油量的目的,为提高草舍油田CO2驱整体开发水平提供了一种新的技术手段。      

射流增效技术在文留油田的应用

为解决文留油田高气油比电潜泵井泵效低的难题,开发了射流增效技术。该技术基于垂直多相管流理论,利用射流混合管控制井筒中油气水多相流动的流型来减少能量损失,有效提高电潜泵井的举升能力。射流增效技术在文留油田6口井上的应用结果表明,工艺成功率100%,工艺有效率100%,平均单井日增液13.5 m3、日增油2.64 t,平均提高泵效16.8%。该技术为提高高气油比油井举升效率提供了新的技术手段。     

胜利油田蒸汽驱生产井高效举升配套技术

胜利油田蒸汽驱生产井产液温度高、H2S含量高、出砂、结垢，导致举升系统腐蚀、泵效低、卡泵等问题突出，针对这一现状，开展了蒸汽驱生产井高效举升配套技术研究。通过结构改进和参数的优化设计提高了抽油泵及井口密封装置的适应性，通过有限元模拟分析优化了抽油泵泵筒及柱塞间的密封间隙，运用高温高压试验优选了抽油泵阀副的材质，以适应高温条件下柱塞泵筒的密封需求。通过优化结构、优选密封盘根材质和耐高温防腐光杆，形成了耐高温防腐光杆密封技术。室内试验证明，研发的有杆泵举升配套工具在泵挂处温度200℃、井口温度170℃时仍能保持良好的性能；现场应用58井次，最长生产896 d且持续有效，检泵周期平均延长207 d，减少换盘根82次，泵效平均提高9.2%，单井平均日增油0.7 t。研究结果表明，蒸汽驱生产井高效举升配套技术能够有效解决蒸汽驱油井的腐蚀、卡泵等问题，提效增油效果明显，应用前景广阔。      

双电潜泵井封隔式Y-tool工具研究与应用

针对海上油田双电潜泵井出现的电潜泵单流阀漏失导致流体内循环无效做功的问题,研制了一种新型封隔式Y-tool工具。该Y-tool工具设计了封隔套和封隔套锁紧机构,可防止井内流体无效内循环,保证电潜泵井的正常生产,减少因电潜泵单流阀漏失而造成的修井作业。现场已累计应用15井次,措施有效率为100%,有效提高了油井生产时率,节省作业费。该技术可促进海上油田双电潜泵采油技术的推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。     

螺杆泵举升技术在稠油排砂冷采中的应用

排砂冷采是一项新的稠油开采方式,除要求特定的地质条件外,在举升工艺上要求采用具有高携砂性能的螺杆泵。通过在套保油田多口井应用该工艺,总结出具体设计这种螺杆泵技术参数的方法,即泵排量、转速、扬程和地面驱动功率,同时阐述了如何配套油管、油杆、锚定器和定位销等井下工具。根据总结设计方法,在开发40多口井现场应用后,其举升工艺基本满足了排砂冷采需要。     

水平井有杆泵深抽工艺的设计与评价

有杆泵是当前工艺最成熟、应用最广泛的举升方式之一,在水平井中的应用规模也相当大。针对大庆外围深层低渗透油田水平井的特殊条件,介绍了包括差动式举升、新型大斜度抽油泵举升在内的几种新的有杆泵深抽工艺设计方案,并对新型大斜度泵设计和抽油杆扶正等关键技术进行了较详细说明。室内试验和现场应用表明,差动式举升和新型大斜度泵举升工艺具有泵效高、安全性强等特点,能够满足大庆外围油田水平井深抽的要求,并取得了很好的应用效果。