電泵井故障原因分析及對策實施

任飛翔+郝明輝+李繼明

摘 要：海四采油管理區(qū)對所管轄油井成立以來三年躺井原因進(jìn)行了統(tǒng)計調(diào)查，從油藏特點、工況管理、管桿泵及井下工具配套、井況影響、作業(yè)質(zhì)量等方面分因素進(jìn)行分析，找出影響制約長壽井的突出問題和根源，并制定相應(yīng)的對策。

關(guān)鍵詞：躺井分析、電機(jī)、電纜、控制柜、低效

一、電潛泵采油系統(tǒng)的組成

電潛泵采油系統(tǒng)主要由井下和地面兩部分組成，電潛泵井下系統(tǒng)有電機(jī)、保護(hù)器、油氣分離器、多級離心泵、動力電纜、電纜封割器、井下安全閥、單流閥、測壓閥、雙向流動閥、測壓裝置（PSI/PHD）、扶正器等裝置組成。

電潛泵采油系統(tǒng)的地面部分6kV一變多控柜、采油變壓器、電泵母聯(lián)柜、電泵控制柜（變頻柜）、接線盒和采油樹井口等組成。

二、海四管理區(qū)地質(zhì)概況

海四采油管理區(qū)管轄埕島油田北區(qū)、西北區(qū)、中三區(qū)、中一、二區(qū)部分5個開發(fā)單元，含油面積33.9km2，動用儲量8914.54×104t，可采儲量1960.95×104t，共平臺29座，其中中心平臺1座、井組平臺17座、采修一體化平臺7座，單井平臺4座。

目前，海四生產(chǎn)管理區(qū)管轄油井198口，其中電泵井194口，螺桿泵井4口；電泵井開井182口，螺桿泵開井1口。

三、電泵井躺井分類分析

1、躺井原因分類

（1）故障原因分類：

2014-2016年海四管理區(qū)共發(fā)生躺井34口，電機(jī)故障50%，電纜故障41.2%，其中電纜連接處擊穿14.7%，5口在電纜連接包處擊穿，電纜連接施工質(zhì)量需加強(qiáng)。對34口油井躺井原因進(jìn)行分類，主要原因有機(jī)組故障、電纜故障、管柱漏失、地層出砂等，其中機(jī)組故障、電纜故障導(dǎo)致躺井共32口，占躺井總數(shù)91.2%。

（2）躺井前生產(chǎn)時間分類：

對34口油井躺井前本次生產(chǎn)時間進(jìn)行分類（見下圖），生產(chǎn)時間最短、最長的油井分別為36天、4773天，躺井高發(fā)階段為生產(chǎn)1-4年，共27口，占躺井總數(shù)70%。

2、電泵井躺井原因分析

（1）、機(jī)組故障

機(jī)組故障躺井17口，占所有油井躺井50%。造成機(jī)組故障躺井的原因主要為電機(jī)無絕緣（15口），占機(jī)組故障躺井8%。另外2口為電泵機(jī)組連接處斷裂。

（2）、電纜故障

電纜故障躺井14口，占所有油井躺井41%，其中過電纜封處及附近電纜擊穿5口。

（3）、地層出砂

地層出砂導(dǎo)致躺井1口，占所有油井躺井3%。地層砂埋躺井的原因主要為防砂失敗，CB1FB-1于2015年5月31日-6月28日采用新工藝：一次多層擠壓充填防砂，開井后頂部封隔器在生產(chǎn)過程中突然解封造成環(huán)空中的砂子涌入管內(nèi)造成躺井。

（4）、管柱漏失

管柱漏失躺井1口，占所有油井躺井3%。管柱漏失躺井的原因主要為管柱腐蝕穿孔、管柱質(zhì)量不過關(guān)。

四、造成電泵井躺井的主要問題

1、電網(wǎng)波動及控制柜故障，導(dǎo)致油井頻繁停井

油井異常突然停井，沒有經(jīng)過控制柜軟停功能緩沖，對油井電機(jī)、電纜沖擊很大，造成絕緣大幅降低，甚至導(dǎo)致油井停井、出砂井砂埋。

電網(wǎng)波動及控制柜故障是造成油井異常停井的主要原因。受惡劣天氣、陸地電網(wǎng)影響，海上電網(wǎng)波動較為頻繁，造成大面積停井，嚴(yán)重影響油井絕緣，甚至直接導(dǎo)致躺井。部分油井控制柜使用超過10年，元器件老化，控制柜故障率增高，造成油井異常停井；另外，變頻柜對電壓波動十分敏感，電網(wǎng)短時小幅波動時，往往造成變頻柜停井。

2016年海四管理區(qū)大線波動停井363口，其中變頻停井221口，占比60.7%。同母聯(lián)下變頻柜使用數(shù)量過多會導(dǎo)致諧波放大，影響油井生產(chǎn)，增加控制柜故障率。

2、油井作業(yè)質(zhì)量、井下工具不過關(guān)

油井作業(yè)質(zhì)量、油管質(zhì)量、電纜質(zhì)量對油井壽命有直接影響。

（1）6口油井生產(chǎn)不足一年即發(fā)生躺井，主要原因為防砂失敗導(dǎo)致出砂、電纜發(fā)生磕碰導(dǎo)致電纜擊穿；

（2）電機(jī)、過電纜封處電纜接頭處理質(zhì)量不過關(guān)，造成電纜擊穿躺井。

3、低產(chǎn)低效

電機(jī)工作時會產(chǎn)生熱量，而井液流經(jīng)電機(jī)表面帶走熱量，如果井液流速小于1ft/s時，電機(jī)就會出現(xiàn)溫升現(xiàn)象，運行溫度超過極限工作溫度，則絕緣材料老化和電機(jī)油損耗加劇，壽命縮短，每升高8OC絕緣材料壽命將要縮短一半。

地層能量不足、作業(yè)污染是造成油井低產(chǎn)低效井主要原因。部分油井所采地層注采對應(yīng)不完善，油藏發(fā)育不理想，造成油井產(chǎn)液量較低；油井射孔、作業(yè)時，部分套管管壁雜質(zhì)隨壓井液進(jìn)入地層，造成近井地帶地層堵塞，表皮系數(shù)高，造成地層至井筒原油流動通道不暢。引起電機(jī)過熱，縮短電機(jī)壽命。

4、井液結(jié)垢、粘度大、含硫化氫

（1）井液礦化度較高，結(jié)垢趨勢較嚴(yán)重，部分油井電泵機(jī)組起出后發(fā)現(xiàn)結(jié)垢嚴(yán)重，熱量無法及時散出，嚴(yán)重影響電泵機(jī)組壽命。

（2）井液粘度較大，流動性較差，電泵舉升困難，日產(chǎn)液量低，影響電泵機(jī)組壽命。

（3）部分油井含硫化氫、二氧化碳，對油井管柱腐蝕嚴(yán)重，造成管柱漏失躺井。

五、電泵井運行現(xiàn)狀及對策實施

海四管理區(qū)共有電泵井193口，油井工況復(fù)雜多樣：低絕緣（≤5MΩ油井20口，）、含砂井（17口）、低泵效油井≤25% （13口）。另外還存在電網(wǎng)不穩(wěn)定、老式控制柜較多等影響因素，造成油井生產(chǎn)不穩(wěn)定，躺井風(fēng)險高，管理難度大。

1、問題井對癥下藥，降低躺井風(fēng)險

（1）低絕緣井待產(chǎn)作業(yè)，消除躺井隱患，提高油井效益

CB22B-2井絕緣為0，存在躺井隱患，油井管理區(qū)通過井組平臺作業(yè)期間對該井進(jìn)行待產(chǎn)作業(yè)，本著效益的基礎(chǔ)，管理區(qū)對該井油井生產(chǎn)資料及地層做了詳細(xì)的分析，確定CB22B-2井檢換大泵、維護(hù)作業(yè)的方案，將該井的電泵排量由100方上提至150方，作業(yè)后油井產(chǎn)液比作業(yè)前增44噸，日油增5噸，同時節(jié)省動平臺費用300萬元。

（2）低液井伴液生產(chǎn)，精研堵塞機(jī)理，延長低效井壽命。

針對北區(qū)部分新井投產(chǎn)后泵效過低、不能正常生產(chǎn)的實際情況，2016年組織了CB6GA-13-14-16、6GB-9井四口低產(chǎn)井的伴液生產(chǎn)，伴液后泵效顯著提升達(dá)到40%，延長了電泵機(jī)組壽命；但伴液生產(chǎn)不是長久之計，下步將與科研所、工藝監(jiān)督中心深化地質(zhì)認(rèn)識，精研堵塞機(jī)理，低成本治理低產(chǎn)低效井。

2、深化地面配電管理，降低停井幾率

變頻柜“三控”管理，降低故障停井率

①三控溫措施降低變頻柜超溫故障。針對海上平臺空間有限，控制柜擺放過于密集，不利于散熱的情況，制訂了三項控溫方法：一是變頻柜散熱風(fēng)扇運行2年強(qiáng)制更換；二是配電間增加溫度控制；三是加裝大功率工業(yè)空調(diào)，降低環(huán)境溫度。②升級模板，降低模板故障率。將240型變頻柜控制板升級到2812控制板，實現(xiàn)三相電流、電壓的監(jiān)控以及瞬間停井電流的記錄，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低模板故障率。

3、躺井深剖原因，改進(jìn)工藝，提高作業(yè)質(zhì)量

（1）優(yōu)化改進(jìn)電纜連接技術(shù)，減少薄弱點

針對井口、過封、大小扁等3處電纜連接及穿越故障問題，配套井口電纜穿越V型整體密封、過封電纜整體穿越、大小扁電纜鉛封焊接等3項新技術(shù)，大小扁室內(nèi)連接，過封處現(xiàn)場先穿越后再連接，減少薄弱點，優(yōu)選先進(jìn)工具，降低電纜連接躺井風(fēng)險。

（2）規(guī)范電泵完井操作

現(xiàn)場配備濕度計實時監(jiān)測環(huán)境濕度，濕度超過70%時暫緩注油、連接操作。自制電纜連接操作臺，提高電纜連接操作質(zhì)量。

針對以上油井躺井原因的分類以及問題分析，海四生產(chǎn)管理區(qū)合理確定了控制躺井率及培養(yǎng)長壽井短期和長期規(guī)劃的目標(biāo)，根據(jù)區(qū)塊特點，改進(jìn)管理思路，攻關(guān)治理技術(shù)，優(yōu)化配套模式，制定切實可行的對策，并分解任務(wù)，落實責(zé)任，實現(xiàn)重點突破、整體推進(jìn)，提高管理區(qū)的油井管理水平，穩(wěn)定油井生產(chǎn)，降低躺井率，努力實現(xiàn)油井5年免修期的目標(biāo)。endprint