瀝青質(zhì)對潛油電泵采油影響之分析

張琪

摘 要：油田潛油電泵機(jī)組在開采有瀝青質(zhì)的原油時(shí)，根據(jù)對瀝青質(zhì)對潛油電泵運(yùn)行的影響，通過現(xiàn)場潛油電泵的實(shí)際生產(chǎn)研究，為了提高潛油電泵機(jī)組獲得更長的工作壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，就瀝青質(zhì)油井潛油電泵生產(chǎn)提出了工作制度合理化建議。

關(guān)鍵詞：油田開采;潛油電泵;瀝青質(zhì);合理選擇

Abstract：The ESP units applied in the asphaltene oilfield exploitation， the actual production of the ESP units research has been processed according to the asphaltene influence ESP units operation in the oilfield. The results is in order to improve the ESP units for longer working life， improve the economic benefit， and also put forward an ESP units working system reasonable choice in asphaltene crude oil production well.

Key words：oilfield exploitation;ESP units;asphaltene;reasonable choice

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0 引言

潛油電泵機(jī)組作為一種重要的機(jī)械采油人工舉升設(shè)備，在油田開發(fā)中得到了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)作為陸海油田的一種主要人工舉升方式。伊拉克某油田油藏壓力下降，油井無法自噴，今后人工舉升成為必然選擇，合理設(shè)計(jì)潛油電泵和優(yōu)化潛油電泵生產(chǎn)是高效開發(fā)油氣田和提高電泵運(yùn)行壽命的根本保證。同時(shí)，采用潛油電泵生產(chǎn)保證了隨著油井含水量的上升而進(jìn)行大排量采液，從而提高了產(chǎn)量[1]。對于含瀝青質(zhì)的油藏開采，需要合理的選擇潛油電泵類型，最大限度的消除瀝青質(zhì)對離心泵的影響，減少機(jī)組停機(jī)次數(shù)，讓油井更加經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行。

1 潛油電泵選型

根據(jù)油田實(shí)際提供的相關(guān)數(shù)據(jù)和開發(fā)部的配產(chǎn)需要，進(jìn)行了油井的產(chǎn)能分析且做了潛油電泵機(jī)組的配套設(shè)置，該井配套的潛油電泵機(jī)組規(guī)格為130系列（外徑513mm）QN30型，地面設(shè)備采用變頻器以及發(fā)電機(jī)組進(jìn)行生產(chǎn)。正常生產(chǎn)時(shí)，油藏壓力（Pr）與采油指數(shù)（PI）不會在短期內(nèi)出現(xiàn)太大變化，潛油電泵機(jī)組會在某個(gè)頻率下穩(wěn)定工作，潛油電泵機(jī)組提液生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)。計(jì)算模擬如圖1所示：電泵吸入口壓力（Pi）2237psi;電泵排出口壓力（Pd）3487psi;潛油電泵機(jī)組系統(tǒng)總動壓頭（TDH）為750psi;套管壓力（CHP）200psi;離心泵沉沒度（FOP）為1626m。潛油電泵系統(tǒng)實(shí)際配套為離心泵：QYB130-300/169級，潛油電機(jī)：YQY143-200kW/1900V/82A，保護(hù)器：QYH130ZH3S+QYH130ZH3S，分離器：QYF101XS，電纜長度：3001m;由于在實(shí)際運(yùn)行過程中機(jī)組可以采取變頻進(jìn)行生產(chǎn)，頻率范圍可以從45赫茲到55赫茲，排量范圍從220方每天到550方每天，圖1是QN30機(jī)組變頻特性曲線。

2 瀝青質(zhì)對潛油電泵影響分析

2.1 瀝青質(zhì)對離心泵影響

潛油電泵舉升采油油井液體的過程中，潛油離心泵是非常重要的部件，直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的排量，效率，揚(yáng)程以及各種采油指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，與潛油電泵系統(tǒng)的整體性能密切相關(guān)。潛油電泵機(jī)組是需要整體安裝到油井底部射孔段以上200m到300m左右進(jìn)行采油的高效的人工舉升裝置，但由于離心泵內(nèi)部葉導(dǎo)輪卻對開采的流體粘度極其敏感，一般要求小于10MPa·s，否則要進(jìn)行離心泵揚(yáng)程矯正。原油粘度越高，井液在葉導(dǎo)輪內(nèi)部流動阻力越大，瀝青質(zhì)或雜質(zhì)越多，葉輪導(dǎo)輪之間的流道就越容易堵塞，潛油電泵實(shí)際揚(yáng)程、排量就會受到影響而降低，泵效也會降低。在X井生產(chǎn)一段時(shí)間后，出現(xiàn)吸入口壓力比排出口壓力大的現(xiàn)象就不難解釋了。從現(xiàn)場實(shí)際起出來的潛油電泵吸入口部件看，吸入口已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，并且分離器殼體有瀝青質(zhì)附著（見圖2）。說明瀝青質(zhì)對潛油電泵影響非常大。

2.2 瀝青質(zhì)對電機(jī)影響

電機(jī)是整個(gè)潛油電泵機(jī)組系統(tǒng)的動力來源，一旦電機(jī)損壞，系統(tǒng)將直接停止工作。在瀝青質(zhì)析出的油井生產(chǎn)中，一方面原油稠度大，導(dǎo)致電機(jī)負(fù)載增大，實(shí)際運(yùn)行電流偏高，很容易出現(xiàn)電機(jī)過載;大量的膠質(zhì)瀝青質(zhì)在井底潛油電泵葉導(dǎo)輪流道內(nèi)部、油管內(nèi)部、采油樹地面油嘴等各個(gè)環(huán)節(jié)流動并沉積，任何一個(gè)環(huán)節(jié)節(jié)流都會導(dǎo)致油流的阻力增大，從而直接影響到潛油電泵的正常運(yùn)行，同時(shí)當(dāng)瀝青質(zhì)在地層、射孔段附近流動阻力大，容易堵塞整個(gè)滲流通道，導(dǎo)致供液不足，這樣潛油電泵機(jī)組將會頻繁欠載停機(jī)，最終影響甚至降低潛油電泵機(jī)組電氣絕緣，最后表現(xiàn)電機(jī)燒壞或者電纜擊穿。另一方面當(dāng)電機(jī)殼體外表面粘有膠質(zhì)瀝青時(shí)，電機(jī)散熱性能下降，如果在長期運(yùn)行過程中不能順利散熱，必將引起電機(jī)溫度不斷上升，從而出現(xiàn)各種故障，整個(gè)潛油電泵電氣絕緣呈指數(shù)下降，嚴(yán)重情況下燒毀電機(jī)。

2.3 瀝青質(zhì)對保護(hù)器影響

潛油電泵保護(hù)器也是較為重要的部件，是連接電機(jī)和泵吸入口之間的核心部件。一方面，原油中含有的瀝青質(zhì)在機(jī)械密封內(nèi)及保護(hù)器內(nèi)部零部件之間的沉積容易引起電機(jī)油的膨脹，以至于油井流體和電機(jī)油混合在一起，導(dǎo)致電機(jī)絕緣下降或者直接導(dǎo)致電機(jī)短路損壞電機(jī)。另一方面，由于原油粘度較大，瀝青質(zhì)會堵住保護(hù)器卸壓孔，從現(xiàn)場運(yùn)回來的機(jī)組部件能確認(rèn)這一點(diǎn)，這樣必將導(dǎo)致保護(hù)器內(nèi)部壓力失衡，保護(hù)器密封件也不能發(fā)揮密封作用。保護(hù)器的呼吸功能失效，電機(jī)內(nèi)部易出現(xiàn)真空現(xiàn)象，這樣電機(jī)接頭會出現(xiàn)漏失現(xiàn)象，最終潛油電泵電機(jī)被燒毀，電泵系統(tǒng)損壞。

3 處理方法

①一方面，使用寬流道葉輪的潛油電泵，通過增加葉輪流道間的高度從而加大葉輪流道容積，使離心泵容垢能力增加;另一方面在離心泵葉導(dǎo)輪內(nèi)表面施加Teflon涂層，從而減小流體通過葉導(dǎo)輪流道的阻力。兩方面結(jié)合來減少瀝青質(zhì)在離心泵內(nèi)部沉積幾率，從而延長電泵機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)壽命;②在保證安全的前提下，適當(dāng)采用化學(xué)藥劑諸如苯或者二甲苯來加強(qiáng)對瀝青質(zhì)的溶解消除瀝青質(zhì)影響。實(shí)際操作時(shí)，可以通過井口直接從潛油電泵生產(chǎn)管柱向下注入，經(jīng)由吸入口排出，浸泡一段時(shí)間，然后殘液從套管返出，達(dá)到清洗效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱其秀.國外大斜度井和水平井的采氣工藝技術(shù)[J].鉆采工藝，1998，21（2）：22-23.