長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵在弱堿三元復(fù)合驅(qū)的應(yīng)用探討

董丹丹（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

通過(guò)對(duì)弱堿三元復(fù)合驅(qū)三個(gè)區(qū)塊共計(jì)105 口井垢卡檢泵情況進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)分析，因柱塞垢卡檢泵因75 井次，占比71.4%；桿管垢卡檢泵10 井次，占比9.5%；因脫節(jié)器垢卡檢泵20 井次，占比19%。由此可見，弱堿三元復(fù)合驅(qū)卡泵的主要原因是柱塞卡，因此，選擇在泵端開展了長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，探究適合且有效的物理清防垢技術(shù)，并摸索物理與化學(xué)結(jié)合的清防垢技術(shù)，進(jìn)一步挖潛三元降本增效潛力[1-3]。

1 長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵

1.1 結(jié)構(gòu)原理

該泵采用了長(zhǎng)柱塞、短泵筒結(jié)構(gòu)，柱塞上部閥罩始終處于泵筒外面，減少摩擦副作用行程（僅1.2 m），油液在長(zhǎng)柱塞擾動(dòng)下，砂子不易在泵筒內(nèi)沉積造成砂卡，閥罩采用四孔結(jié)構(gòu)，改變閥球撞擊閥罩頂端位置，提高閥罩的抗擊強(qiáng)度，解決工作中閥球?qū)χ]式閥罩的沖擊造成的打堆現(xiàn)象，增大上部開口閥罩外徑，避免柱塞上部閥罩?jǐn)嗔眩娱L(zhǎng)抽油泵使用壽命[4-5]。長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵運(yùn)行示意圖見圖1。

1.2 技術(shù)特點(diǎn)

1） 泵筒采用倒置結(jié)構(gòu)，上部處于自由狀態(tài)；外管承受尾管、液柱重量產(chǎn)生的拉力，改善泵筒受力狀況，防止泵筒受力變形及其引起的卡泵現(xiàn)象[6]。

圖1 長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵運(yùn)行示意圖

2）泵筒內(nèi)外壓差為零，泵隙變化小，砂垢不易進(jìn)入泵筒與柱塞之間。

3）頂端裝有外倒角的扶正壓帽，使垢片進(jìn)入泵筒與外管的環(huán)形空間，有效防止垢堆積在泵筒上端造成卡泵。

4）泵筒密封段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為1.20 m。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

2.1 垢卡問(wèn)題

為試驗(yàn)該泵除防垢效果，在結(jié)垢高峰期的頻繁垢卡井隨作業(yè)試驗(yàn)，頻繁垢卡問(wèn)題得到有效遏制。

1#井（泵徑70 mm，日產(chǎn)液67 t，含水94.4%）目前處于副段塞階段，2018 年11 月碳酸根濃度上升至489.7 mg/L，鈣鎂濃度41.92 mg/L，處于結(jié)垢高峰期，卡泵頻繁。作業(yè)換泵后，開井配合加藥，正常運(yùn)行至今，未作業(yè)。1#井酸洗作業(yè)時(shí)間見圖2。

圖2 1#井酸洗作業(yè)時(shí)間軸

2#井換泵前平均垢卡周期31 天，平均碳酸根離子濃度339 mg/L，換泵后垢卡周期由31 天延長(zhǎng)至278 天有效的提高了垢卡周期，并提高生產(chǎn)時(shí)率。2#井檢泵前后數(shù)據(jù)對(duì)比柱狀圖見圖3。

全年共下長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵132 口井，其中未再發(fā)生卡泵井119 口，平均運(yùn)行周期162 天；再次發(fā)生卡泵13 井次，卡泵周期由換泵前的98 天延長(zhǎng)至165 天，有效的遏制了弱堿三元復(fù)合驅(qū)機(jī)采井頻繁垢卡問(wèn)題。

圖3 2#井檢泵前后數(shù)據(jù)對(duì)比柱狀圖

2.2 砂卡井治理手段

3#井卡泵解卡小修作業(yè)成功后，運(yùn)行一天再次卡泵，轉(zhuǎn)檢后現(xiàn)場(chǎng)鑒定泵內(nèi)砂卡，砂面高7.3 m，決定使用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵，正常運(yùn)行至今未在發(fā)生卡泵，砂卡問(wèn)題得到解決。3#井砂卡處理過(guò)程見圖4。

圖4 3#井砂卡處理過(guò)程

在日常生產(chǎn)過(guò)程中，判斷卡泵問(wèn)題是否為砂卡比較困難，應(yīng)用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵從根本上避免砂卡井問(wèn)題的同時(shí)也可避免盲目酸洗解卡，控制清垢成本，提高生產(chǎn)時(shí)率，同時(shí)應(yīng)用在聚驅(qū)砂卡疑難問(wèn)題井上也可得到顯著效果，為今后砂卡井治理提供了有效措施手段[7-9]。

2.3 清防垢配合措施

4#井換泵前碳酸根離子濃度逐漸升高，藥劑濃度也逐步提高，卡泵作業(yè)換泵后，正常運(yùn)行未再發(fā)生卡泵，且加藥量下降，同時(shí)檢泵周期由85 天提高到116 天。4#井換泵后運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)圖見圖5。

圖5 2019 年4#井換泵后運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)圖

通過(guò)應(yīng)用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵，配合加藥措施優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了藥劑量下降，有效延長(zhǎng)垢卡周期，降低生產(chǎn)成本[10]。

2.4 適應(yīng)性分析

考慮到泵筒長(zhǎng)度的縮短，以及發(fā)揮刮垢防垢作用，長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵采用三級(jí)泵間隙，從現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果看，換防砂泵后，泵效由50.95%上升至61.27%，上升10.32%，產(chǎn)量也相應(yīng)提高，說(shuō)明三級(jí)間隙泵在弱堿三元復(fù)合驅(qū)機(jī)采井生產(chǎn)上得到良好的應(yīng)用。防砂防垢泵應(yīng)用前后生產(chǎn)運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 防砂防垢泵應(yīng)用前后生產(chǎn)運(yùn)行情況統(tǒng)計(jì)

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

目前下入該泵132 井次，平均酸洗周期由原來(lái)的98 天延長(zhǎng)至165 天，平均單井年減少酸洗次數(shù)2 次，酸洗1 口井3.8 萬(wàn)元；三元井平均單井日產(chǎn)油4 t，酸洗一次為3 天，少影響油12 t，增油費(fèi)用4.05 萬(wàn)元，單井年創(chuàng)效15.7 萬(wàn)元，目前下入長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵井?dāng)?shù)占三元總井?dāng)?shù)的12%左右，若覆蓋全廠三元區(qū)塊，可實(shí)現(xiàn)規(guī)模創(chuàng)效。

4 結(jié)論

1）應(yīng)用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵，配合化學(xué)清防垢措施，能夠有效延長(zhǎng)頻繁垢卡井垢卡周期。

2）應(yīng)用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵，優(yōu)化減藥停藥措施，減少防垢藥劑用量，減少卡泵頻次。

3）應(yīng)用長(zhǎng)柱塞短泵筒防砂防垢泵，聚驅(qū)配合防砂篩管，三元避免防砂篩管，減少機(jī)采井砂卡問(wèn)題。