國(guó)外高溫舉升技術(shù)新進(jìn)展

蘇秋涵

（勝利油田石油工程技術(shù)研究院 東營(yíng) 257000）

國(guó)外高溫舉升技術(shù)新進(jìn)展

蘇秋涵

（勝利油田石油工程技術(shù)研究院 東營(yíng) 257000）

高溫油井普遍存在泵使用壽命過短的問題，針對(duì)此問題，國(guó)內(nèi)外研發(fā)了多種新型舉升技術(shù)，如斯倫貝謝公司Hotline系列高溫電潛泵，法國(guó)PCM公司Vulcain全金屬螺桿泵及貝克休斯公司Ultra Temperature電潛泵。本文分別介紹了以上新技術(shù)的原理、優(yōu)勢(shì)、耐溫范圍、及應(yīng)用效果，并在此基礎(chǔ)上對(duì)國(guó)內(nèi)外高溫舉升技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比，同時(shí)展望了高溫舉升技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

高溫；舉升；采油泵

引言

隨著油田開發(fā)不斷深入，超稠油、超低滲油藏不斷得到有效動(dòng)用，越來越多的油井面臨高溫這一惡劣井況的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：井筒高溫導(dǎo)致泵的使用壽命嚴(yán)重縮短，極大影響常規(guī)機(jī)械采油方式的工作穩(wěn)定性和系統(tǒng)效率。為此，國(guó)內(nèi)外多家公司及科研機(jī)構(gòu)不斷研究新的舉升技術(shù)，以滿足現(xiàn)代油藏開發(fā)需要。筆者主要介紹近年來國(guó)外高溫舉升新技術(shù)，并對(duì)不同技術(shù)的應(yīng)用情況和效果進(jìn)行分析，同時(shí)展望了高溫舉升技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)。

1 國(guó)外高溫舉升新技術(shù)

1.1 Hotline高溫電潛泵

電潛泵一般依靠產(chǎn)出液帶走電機(jī)所產(chǎn)生的熱量，然而當(dāng)井底溫度高、或者產(chǎn)出液含油量高、流體速度低并含有乳化或氣態(tài)流體時(shí)，單純依靠此散熱方法會(huì)造成電機(jī)系統(tǒng)組件損傷，進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)失靈或過早損毀。

針對(duì)以上問題，斯倫貝謝公司研制了Hotline系列高溫電潛泵。該系列從問世至今已研發(fā)至第三代，可承受溫度范圍不斷提高，最新一代的Hotline SA3電潛泵已能夠承受250℃的流體溫度，電機(jī)內(nèi)部溫度可高達(dá)300℃。

該系列有以下三個(gè)主要特點(diǎn)：①采用特殊金屬波紋管系統(tǒng)和軸封機(jī)理保護(hù)電機(jī)，在熱井液和內(nèi)部機(jī)油之間形成屏障，且金屬波紋管能夠補(bǔ)償電機(jī)內(nèi)機(jī)油膨脹的影響；②考慮了泵所用不同材料的伸縮率，且采用特殊材料重新設(shè)計(jì)制造，可抗高溫，同時(shí)提高系統(tǒng)可靠性；③裝有井下流體壓力和溫度測(cè)量器，能夠監(jiān)控泵吸入口處的壓力和溫度，讓泵在優(yōu)化溫度下工作，降低蒸汽/油比，提升泵的整體效率。

Hotline高溫電潛泵已在1400余口井中安裝，且其中200多臺(tái)是在SAGD井中工作。除耐高溫外，Hotline系列還有兩個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)：①運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)：運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)2345d，這是目前為止該系列電潛泵的最長(zhǎng)使用壽命；②節(jié)約成本：SAGD井的經(jīng)濟(jì)情況很大程度上受蒸汽生產(chǎn)和開采成本的影響，在氣舉的總開采成本中，蒸汽占35～55%，每口井每年可達(dá)數(shù)百萬美元。安裝Hotline電潛泵后，所需蒸汽/油比下降了約20%。

1.2 PCM Vulcain全金屬螺桿泵

Vulcain是法國(guó)PCM公司獨(dú)家專利的全金屬螺桿泵，采用全金屬定子，能夠開采溫度高達(dá)350℃的高粘度、非常規(guī)碳?xì)浠衔锖透邷責(zé)崴蓱?yīng)用于SAGD（蒸汽輔助重力驅(qū)）和CSS（蒸汽吞吐）等熱采工藝的油井。PCM Vulcain全金屬螺桿泵現(xiàn)有八種型號(hào)，日產(chǎn)液量范圍80～300m3，揚(yáng)程范圍600～1350m。

該泵有三個(gè)優(yōu)勢(shì)：①舉升能力穩(wěn)定高效：與抽油機(jī)舉升相比，機(jī)械效率高，與電潛泵舉升相比，適應(yīng)范圍廣，可在低沉沒度、純水、蒸汽液、高粘度稠油等工況下高效運(yùn)行；②成本較低：PCM Vulcain的一次性投資比電潛泵和抽油機(jī)低，安裝和維護(hù)也更加簡(jiǎn)便靈活，適用于偏遠(yuǎn)區(qū)域和孤立的油井；③環(huán)境影響較?。翰捎脽o泄漏高溫機(jī)械密封，杜絕井口原油泄漏對(duì)環(huán)境的影響。

PCM全金屬螺桿泵已在全球應(yīng)用300多套，平均運(yùn)行壽命300d，最長(zhǎng)運(yùn)行壽命600d。表1為PCM全金屬螺桿泵極端環(huán)境應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

表1 PCM全金屬螺桿泵全球應(yīng)用之最

1.3 Ultra Temperature電潛泵系統(tǒng)

貝克休斯公司針對(duì)不同井底溫度設(shè)計(jì)了HT、ET、UT三種高溫電潛泵，其中UltraTemperatureTM電潛泵系統(tǒng)可承受最大井底溫度250℃，適用于SAGD井、熱采井，低流量井和含氣含砂井。

第一臺(tái)UltraTemperature系統(tǒng)于2010年4月安裝，現(xiàn)今已累計(jì)安裝應(yīng)用50余套，提升SAGD井產(chǎn)量50%以上，在蒸汽注入方面累計(jì)節(jié)約費(fèi)用1000萬美金。

2 結(jié)論

（1）目前，國(guó)內(nèi)、國(guó)外均在材料、結(jié)構(gòu)上對(duì)泵的耐溫性能提升做出研究，國(guó)外的高溫舉升技術(shù)已基本能滿足SAGD井和蒸汽吞吐井的舉升要求，且能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)井下數(shù)據(jù)；

（2）國(guó)外高溫采油泵一般根據(jù)泵的耐溫和各項(xiàng)參數(shù)不同形成了產(chǎn)品系列，針對(duì)不同井下環(huán)境可以選擇適合的高溫泵。

TE355

A

1004-7344（2016）05-0297-01

2016-2-2

蘇秋涵（1989-），女，助理工程師，2011年畢業(yè)于湖南大學(xué)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，從事石油工程工作。