海上平臺(tái)電潛泵井換大泵方案設(shè)計(jì)與優(yōu)化

張笑龍

摘? ?要：原油是現(xiàn)代工業(yè)的“血液”，做好原油的勘探與開采將有助于保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康穩(wěn)定發(fā)展。海上油田勘探和開采周期都較長(zhǎng)，且成本較高。在海上油田的開采中除了需要積極開拓新油田外還需要做好老油田的“潛力”挖掘。電潛泵井換大泵是老油井提產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的有效舉措，新時(shí)期需要針對(duì)海上油田中眾多的老油井所存在的問題積極做好電潛泵井換大泵的設(shè)計(jì)優(yōu)化，保障原油產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞：海上平臺(tái)? 電潛泵? 換泵

中圖分類號(hào)：TE355? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）06（b）-0046-02

海上油田經(jīng)過多年的開采已經(jīng)進(jìn)入到了開采的末期，開采的效率和開采的質(zhì)量都大受影響，為解決這一問題可以在海上平臺(tái)中應(yīng)用電潛泵井換大泵的技術(shù)，此舉能夠有效的提升老油井的開采效率和開采量。在應(yīng)用上述技術(shù)時(shí)需要對(duì)大電潛泵應(yīng)用時(shí)所面臨的老油田復(fù)雜的提升液情況引起足夠的重視，通過在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行合理的優(yōu)化克服困難，實(shí)現(xiàn)電潛泵的安全、高效的使用。

1? 電潛泵組排量的計(jì)算

為確保電潛泵井換大泵能夠取得良好的效果需要對(duì)電潛泵組的排量進(jìn)行精確的計(jì)算。在確定電潛泵組排量上可以按照以下的步驟進(jìn)行：（1）可以使用廣義IPR曲線法，該方法是基于Vogel方程所完成的，利用上述方程能夠完成電潛泵組的油氣水三相的產(chǎn)能分析與預(yù)測(cè)。（2）海上油田為了在單位時(shí)間內(nèi)獲得最大的開采量在開采方式上主要以多層合采為主，一般來(lái)說(shuō)，相鄰油層如若其內(nèi)部所含有的油層物性相差不大的情況下相鄰油層之間并未有明顯的壓力差，在這一情況下采用多層合采的開采方式將能夠使得油層獲得最大的開發(fā)效率。需要注意的是多層合采井的IPR曲線與分層油井的IPR曲線相重合。在電潛泵排量參數(shù)的選擇上需要結(jié)合井下油層的分布情況合理的進(jìn)行計(jì)算和確定。（3）如若未能確定油井的飽和壓力，在電潛泵排量參數(shù)的確定上需要將油井產(chǎn)液梁、水氣比、油氣比等參數(shù)進(jìn)行綜合性的考慮。并在確定相關(guān)參數(shù)時(shí)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比并使用加權(quán)系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修正。（4）在確定電潛泵機(jī)組排量上還需要綜合油井在一段周期內(nèi)的實(shí)際產(chǎn)量和在這一時(shí)期內(nèi)油井采油指數(shù)曲線的變化進(jìn)行綜合性的確定，通過對(duì)油田產(chǎn)量進(jìn)行模擬分析綜合確定出老油田在電潛泵機(jī)組改變后所能達(dá)到的油田產(chǎn)能。

2? 電潛泵機(jī)組設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1 電潛泵機(jī)組優(yōu)化設(shè)計(jì)所遵循的原則

在電潛泵機(jī)組的優(yōu)化設(shè)計(jì)上需要遵循以下幾方面的原則：（1）電潛泵機(jī)組泵型的合理化選取。在綜合考慮到老油田今后3年內(nèi)開采過程中供液能力變化的基礎(chǔ)上確保所選電潛泵機(jī)組泵型能夠在最高效率點(diǎn)附近工作，以便改造后的電潛泵機(jī)組能夠提供所需提取液。（2）電潛泵機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)需要確保電潛泵機(jī)組額定排量與老油田油藏配產(chǎn)參數(shù)之間的平衡。（3）電潛泵機(jī)組在滿足計(jì)算所需舉升液體的需求，同時(shí)還需要具有足夠的冗余能力，電潛泵機(jī)3相關(guān)參數(shù)的確定其內(nèi)部需要囊括一定的提頻空間。（4）合理的確定電潛泵機(jī)組的相關(guān)配件（線纜的規(guī)格、管柱的尺寸等），上述配件的參數(shù)都會(huì)對(duì)電潛泵機(jī)組的使用產(chǎn)生直接的影響，合理的確定相關(guān)參數(shù)將有助于提升電潛泵機(jī)組的使用效率和使用效果。

2.2 電潛泵機(jī)組工作參數(shù)的確定

在海上老油田應(yīng)用電潛泵換大泵技術(shù)時(shí)，為保障電潛泵機(jī)組能夠發(fā)揮出良好的功效，需要電潛泵在設(shè)計(jì)選型上確保電潛泵更換后的電潛泵能夠工作在高效區(qū)域，為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要結(jié)合電潛泵的特性曲線來(lái)進(jìn)行選取。通過分析電潛泵特性曲線，可以獲知電潛泵的最高效工作區(qū)域，結(jié)合特性曲線中的推薦工況區(qū)的范圍完成對(duì)于電潛泵邊界揚(yáng)程、泵排量、軸功率等相關(guān)參數(shù)的計(jì)算。

除了就電潛泵主要參數(shù)進(jìn)行計(jì)算確定外，還需要做好電潛泵相關(guān)附件的選型設(shè)計(jì)。電潛泵所使用的電纜是電潛泵優(yōu)化設(shè)計(jì)中所需要重視的一個(gè)方面。在電纜選型設(shè)計(jì)上需要綜合考慮到電潛泵的功率以及電纜的阻值、通過的電流和電纜上所產(chǎn)生的壓降等，一般來(lái)說(shuō)，電潛泵所使用的電纜壓降如能控制在5%以內(nèi)就能夠符合電潛泵的使用要求。電潛泵在使用的過程中必須要有足夠的沉沒度才能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，如電潛泵未能沉沒到足夠的深度在電潛泵的吸入口將無(wú)法達(dá)到電潛泵正常工作所需要的流壓，從而造成電潛泵在工作的過程中將因供液?jiǎn)栴}而欠載停機(jī)。在電潛泵的選型過程中需要結(jié)合老油田的使用條件合理的就電潛泵的沉沒度進(jìn)行選取，一般來(lái)說(shuō)將電潛泵的沉沒度控制在200m以上較為合適。狗腿度是電潛泵在斜井或是定向井中應(yīng)用時(shí)所需要考慮的一項(xiàng)重要參數(shù)，電潛泵在使用的過程中將受到狗腿度的重要影響，因此在電潛泵的設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)需要結(jié)合電潛泵的應(yīng)用條件進(jìn)行綜合性的選取，最優(yōu)來(lái)說(shuō)為確保電潛泵能夠獲得良好的使用壽命需要將電潛泵運(yùn)行時(shí)的狗腿度控制在1°/30m的范圍內(nèi)，以期使得電潛泵獲得良好的使用壽命。電潛泵在井下工作的環(huán)境較為復(fù)雜，在電潛泵的設(shè)計(jì)優(yōu)化中還需要考慮到井下復(fù)雜的工況條件。比如說(shuō)井下泥砂含量超標(biāo)、結(jié)蠟、腐蝕性偏高、結(jié)垢等。針對(duì)不同的情況需要選擇最優(yōu)化設(shè)計(jì)，如含砂量過高則應(yīng)當(dāng)選擇具有一定防砂能力的電潛泵，如油井含砂量超過500g/m3，則需要選用防砂電潛泵，并依據(jù)井下含砂量的具體數(shù)據(jù)選擇不同防砂等級(jí)的電潛泵。對(duì)于結(jié)蠟油井，在修井下放入電潛泵前需要對(duì)電潛泵進(jìn)行刮蠟和防結(jié)蠟處理，用以確保電潛泵能夠發(fā)揮出良好的效果。同樣的在油垢油井中也需要采用具有防垢能力的電潛泵。

2.3 電潛泵其他配套設(shè)備的選取

對(duì)于電潛泵所使用油管的選取需要考慮以下兩個(gè)方面：（1）首先是電潛泵所使用的油管需要具有良好的通過效果，選用大尺寸的油管能夠有效的減少提升液在流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的摩擦力，降低了電潛泵單位提升液的功耗，降低了電潛泵在揚(yáng)程和電機(jī)功率方面的損失，從而降低了電潛泵的使用成本。（2）電潛泵所使用的油管需要具有良好的耐腐蝕性，電潛泵運(yùn)行過程中將會(huì)最大限度的提升提液的流動(dòng)量，提升液在高流速下將會(huì)對(duì)電潛泵所使用油管產(chǎn)生較大的沖蝕，從而影響油管的使用壽命。通過實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際表明如將電潛泵的沖蝕流速控制在1以內(nèi)油管將具有良好的沖蝕能力，因此在選擇油管時(shí)可以選擇較大管徑的油管，將油管內(nèi)流體的沖蝕流速控制在1以內(nèi)。

在電潛泵的設(shè)計(jì)優(yōu)化中除了考慮上述因素外還需要對(duì)電潛泵所配套的地面設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化選取。電潛泵地面配套設(shè)備主要集中在變壓器和變頻器兩個(gè)方面。在變壓器選取方面，地面所使用的變壓器容量需要超過電潛泵額定電機(jī)功率的1.25以上。上述變壓器容量?jī)H僅是理論數(shù)值，在計(jì)算變壓器容量時(shí)還需要考慮到變壓器的安全冗余量，一般來(lái)說(shuō)，在對(duì)變壓器進(jìn)行安全冗余計(jì)算時(shí)多選用1.5作為安全冗余系數(shù)，只有如此才能夠確保所選用的電潛泵能夠具有較為安全的舉升揚(yáng)程。

3? 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)海上油田經(jīng)過多年的開采已經(jīng)逐漸進(jìn)入了開采后期，在這一時(shí)期為確保油井能夠具有良好的開采量多采用的是電潛泵井換大泵的技術(shù)。本文在分析電潛泵井換大泵的技術(shù)的基礎(chǔ)上就電潛泵井換大泵的技術(shù)應(yīng)用過程中所需注意的要點(diǎn)進(jìn)行了分析介紹，并就如何做好電潛泵井換大泵的技術(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析闡述。做好電潛泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)將有助于提升老油井的開采效率，提高老油井的開采量。

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