敷纜連續(xù)管在油田電潛泵采油技術中的應用*

0 前 言

隨著油氣開發(fā)技術及采油工藝的不斷創(chuàng)新，我國不斷加大低滲透、 超低滲透油田及頁巖油的開發(fā)， 斜井、 水平井等日漸增多。 目前我國采油井舉升技術主要以有桿泵舉升方式為主， 有桿泵采油約占機械采油井數(shù)的90%

。 有桿泵采油具有設備結構簡單、 可靠性好、 技術成熟等優(yōu)點， 但其耗電高， 效率低， 桿管偏磨嚴重， 作業(yè)費用高。 根據(jù)相關資料顯示， 2019 年中石油機采井23.6 萬口， 年耗電109.8 億kW·h，其中日產(chǎn)小于10 t 的機采井超過17 萬口， 占總開井數(shù)的70%以上， 平均系統(tǒng)效率17.1%；桿管偏磨因素占檢泵作業(yè)量的43%， 檢泵周期低于300 天的油井占24%， 低于600 天的油井占56%。

電動潛油泵采油 （electrical submerside pump， ESP）， 采用 “潛油電泵+常規(guī)油管+外綁縛鎧裝電纜” 的無桿舉升技術， 能夠將地面電能直接通過電纜傳遞給電動潛油泵， 把井液舉升到地面。 該技術具有設備結構簡單、 效率高、 排量大、 自動化程度高的特點， 平均產(chǎn)液量和效率是常規(guī)有桿泵采油量的2 倍以上

。但電動潛油泵采油作業(yè)中需將電纜與油管捆綁操作， 電纜易發(fā)生磨損， 從而限制了電潛泵采油工藝的應用。

“‘二孩’政策全面放開后，我鎮(zhèn)2017年新生兒達1760人，比2016年多生643人，請問我鎮(zhèn)將采取哪些措施保證學齡前兒童享受優(yōu)質學前教育？”

敷纜連續(xù)管是一種內嵌了動力電纜、 輔熱電纜、 信號線或光纖的連續(xù)管， 用于建立地下油氣層到地表的流體、 動力和信號通道。 敷纜連續(xù)油管與電潛泵無桿采油技術結合， 可以避免電動潛油泵采油過程中捆綁電纜的工序， 大大減少了工人勞動量， 減少設備磨損， 提高了設備的安全性和可靠性， 基本實現(xiàn)采油系統(tǒng)智能控制、 節(jié)能降耗的目的， 具有較好的經(jīng)濟價值， 將成為電潛泵采油技術的一個發(fā)展方向。

1 敷纜連續(xù)管電潛泵采油系統(tǒng)簡介

電潛泵采油系統(tǒng)中， 敷纜連續(xù)管不但要提供油、 氣、 液等流體通道， 還需要提供電力和信號傳輸通道， 要求敷纜連續(xù)管起下作業(yè)方便快捷， 管材特別是線纜無損傷。 因此， 連續(xù)管結構性能設計必須滿足內壓、 外壓、 抗拉伸斷裂和柔性的要求， 并能夠適應井下高溫和井液的腐蝕環(huán)境。 目前， 敷纜連續(xù)管按照管材區(qū)分， 可分為金屬基敷纜連續(xù)管和非金屬敷纜連續(xù)管， 結構如圖1 所示。

電潛泵采油技術自20 世紀50 年代誕生以來得到了長足發(fā)展， 前蘇聯(lián)是電潛泵采油量最大的國家， 其產(chǎn)量達到了總產(chǎn)量的56%。 1992 年，美國的阿拉斯加油田首次實現(xiàn)了連續(xù)管電潛泵作業(yè)。 此后， 隨著電潛泵作業(yè)技術的不斷發(fā)展， 以及敷纜連續(xù)管制造技術的不斷進步， 敷纜連續(xù)管在電潛泵采油技術中得到了大量應用。 1998 年，美國Fiberspar 公司為連續(xù)油管鉆井系統(tǒng)設計并制造了帶動力供給和數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆墙饘購秃喜牧戏罄|連續(xù)油管， 連續(xù)長度超過6 400 m。 該產(chǎn)品在管體內植入了6 個20

AWG 導線， 并在熱塑性塑料內襯管外部添加玻璃纖維耐磨層， 提高了管體的抗外壓能力。 管體最外部使用的黏合聚丙烯材料具有優(yōu)良的耐磨性， 在保護導線的同時， 解決了復合管外部碰撞及腐蝕問題。 基于現(xiàn)有技術成果，F(xiàn)iberspar 公司還在持續(xù)開發(fā)適合不同井況的非金屬復合敷纜連續(xù)油管， 以及適用于大斜度井和深井的新型管材

。

（4） 現(xiàn)場作業(yè)問題。 國內還沒有專門的敷纜連續(xù)管作業(yè)服務隊伍和作業(yè)車， 在前期油田起下井過程中出現(xiàn)了接頭脫開、 工具掉井和管材損壞等故障， 由于作業(yè)服務水平的欠缺， 個別案例已經(jīng)給油田造成了較大損失。

2 敷纜連續(xù)管電潛泵采油技術的發(fā)展

2.1 國外發(fā)展情況

在五大森工重點國有林區(qū)的895個國有林場中，已通硬化路國有林場602個、占67.3%，已通硬化路里程7153公里；在除林場場部以外的1576個主要旅游景點或林下產(chǎn)業(yè)基地中，已通硬化路景點或林下產(chǎn)業(yè)基地140個、占8.9%，已通硬化路里程1544公里。

（2） 加大對金屬基敷纜連續(xù)管產(chǎn)品的開發(fā)力度， 特別是優(yōu)化工藝， 解決生產(chǎn)成本高的問題，加大產(chǎn)品推廣， 與非金屬敷纜管形成產(chǎn)品互補。

2.2 國內發(fā)展情況

1981 年， 我國從美國引進了1 000 余套電潛泵和800 套散件， 主要用于常規(guī)電潛泵采油，并在此基礎上進行了改進， 在國內各大油田推廣使用， 取得了一定成效。 但該技術主要適用于50 m

/d 以上的高產(chǎn)井

， 隨著國內油田單井日產(chǎn)液逐年下降， 該技術的應用規(guī)模也在逐年縮小。結合低排量、 大斜度井、 水平井開采的需要，2008 年起， 國內開始對井下低速電機驅動螺桿泵技術進行研究。 中石油成立了采油及井下作業(yè)新技術新裝備重大科技專項， 聯(lián)合相關單位開發(fā)了潛油永磁同步低速電機， 實現(xiàn)了電潛螺桿泵采油， 這項技術適用油井排量5～50 m

/d 的舉升需求。 “十三五” 期間， 我國進行了1 800 m 井深的電潛螺桿泵舉升工藝與配套技術的研究， 將電機的耐溫水平、 內部結構進一步優(yōu)化， 并研制出高速、 低啟動扭矩的螺桿泵， 大大加快了電潛泵采油技術的發(fā)展。

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2019 年， 國內某公司以金屬連續(xù)管作為內管， 在其外側擠出高分子材料作為功能集成層（敷設電纜）， 等效實現(xiàn)了非金屬復合連續(xù)管的功能， 在長慶油田莊163-57 井完成了現(xiàn)場試驗。 2019 年6 月15 日， 長慶油田采用黏接型非金屬敷纜管建成了首個敷纜連續(xù)管無桿泵采油平臺， 累計實施4 口井， 平均泵深1 900 m。與試驗前機采系統(tǒng)對比， 單井輸入功率降至3 kW左右， 單井平均泵效由原來的35.5%提高到78.6%， 單井平均日耗電量由109 kW·h 下降至64 kW·h

。 2020 年3 月， 新疆油田公司準東采油廠吉祥作業(yè)區(qū)吉7 井區(qū)5 號大平臺建成國內首個高效生產(chǎn)的無桿泵采油示范區(qū)以及節(jié)能采油示范區(qū)

。

3 敷纜連續(xù)管應用中存在的問題和建議

3.1 存在的問題

（1） 非金屬敷纜管的強度問題。 敷纜連續(xù)管內部油液通道與動力、 信號線纜集于一體， 在電潛泵采油過程中頻繁起下， 進行采油、 泵檢、 洗井等一體化作業(yè)， 因此對管材的強度提出了更高要求。 自2016 年起， 新疆油田非金屬敷纜連續(xù)管電潛泵作業(yè)已應用了180 口井， 敷纜管試用深度約1 900 m， 直徑為DN40 mm， 要求管體的抗拉強度為15～30 t， 抗外壓擠毀強度為15～20 MPa， 熱洗井口溫度90 ℃， 洗井時反壓差3～25 MPa。 非金屬敷纜連續(xù)管抗外壓能力限制了其應用井況， 拉伸強度限制了下井深度， 若考慮到井下溫度的影響， 非金屬材料的力學性能不足問題更為突出

。

（1） 非金屬敷纜連續(xù)管需要進一步優(yōu)化結構設計， 改進增強材料， 提高管材抗拉強度和抗擠強度， 以滿足油田作業(yè)需求。

（3） 產(chǎn)品標準問題。 目前無桿泵采油用非金屬敷纜連續(xù)管沒有行業(yè)標準， SY/T 6662.6—2014

規(guī)定的產(chǎn)品主要適用于油氣田的高壓注水和污水處理等， 井深不宜超過2 000 m， 并不適用無桿泵采油。 金屬基敷纜連續(xù)管也沒有適用的行業(yè)標準。

敷纜連續(xù)管電潛泵采油系統(tǒng)由敷纜連續(xù)管、接頭、 井下電潛泵、 傳感器、 地面控制設備和遠程通訊系統(tǒng)構成， 如圖2 所示。 敷纜連續(xù)管內壁敷設動力、 信號及加熱三種電纜， 分別為潛油電泵提供電源動力， 傳送壓力溫度傳感器數(shù)據(jù)， 加熱管內原油防止結蠟。 井下采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析處理， 用于井況檢測和實施控制， 為整個采油系統(tǒng)構建智能化控制體系， 實現(xiàn)采油井的實時集中控制和遠程監(jiān)測。

在國內低產(chǎn)井電潛泵技術不斷完善的同時，敷纜連續(xù)管制造技術也得到了快速發(fā)展。 2010 年，國內設計開發(fā)了直徑40～55 mm、 公稱壓力2.5～16 MPa 的非金屬敷纜連續(xù)油管。 2014 年和2016年， 研制出了非黏接非金屬敷纜連續(xù)油管和黏結型非金屬敷纜連續(xù)油管

。 至今， 非金屬敷纜連續(xù)管采油技術在新疆油田、 長慶油田、 大慶油田進行了不少于200 口井的現(xiàn)場試驗

。

3.2 建 議

（2） 金屬基敷纜管的應用問題。 金屬基敷纜連續(xù)管具有較高的抗外壓能力和拉伸強度， 受溫度影響也小， 但目前產(chǎn)品開發(fā)和油田試用滯后，成本較高， 應用很少， 發(fā)展面臨諸多不確定因素。

她想要去撿起來，可是過往的車流疾馳而過，濺了她滿身的泥水。公交車已經(jīng)絕塵而去，丸子的鞋子也被碾得不知去向。淋著雨的丸子，大哭起來。

（3） 應盡快制定非金屬敷纜連續(xù)管行業(yè)標準， 以指導生產(chǎn)和油田應用。

聲光可調-近紅外光譜法快速測定丹參藥材中隱丹參酮的含量 ……………………………………………… 蘇 婷等（8）：1044

（4） 連續(xù)管生產(chǎn)企業(yè)要結合油田需求， 開發(fā)敷纜管專用作業(yè)車和作業(yè)工具等相關設備，為油田用戶提供配套完整的敷纜連續(xù)管電潛泵采油設備。

（5） 連續(xù)管生產(chǎn)企業(yè)應自建或委托敷纜連續(xù)管作業(yè)隊伍， 為油田提供專業(yè)的作業(yè)服務和應急搶修服務。

4 結束語

我國油田對于建設智能化節(jié)能采油井場有著迫切的需求， 應加快推進敷纜連續(xù)管電潛泵采油技術的應用。 但國內敷纜連續(xù)管產(chǎn)品性能、 作業(yè)裝備、 服務水平等還不能完全滿足油田的需求， 因此， 要加快敷纜連續(xù)管新產(chǎn)品的研發(fā)和推廣， 不斷提升產(chǎn)品性能， 完善現(xiàn)場作業(yè)服務水平， 助力電潛泵采油技術的發(fā)展， 推動我國油田智能化建設。

[1] 盧曉云. 潛油電泵系統(tǒng)效率分析[J]. 長春工業(yè)大學學報，2014，35（4）：384-388.

[2] 劉竟成，李穎川，陳征，等. 電潛泵（ESP）采油技術新進展[J]. 科技信息（科學教研），2008（13）：28-28.

[3] 李厚補，張學敏，馬相陽，等. 井下用非金屬復合材料連續(xù)管研究進展[J]. 石油管材與儀器，2021，7（2）：9-14.

[4] 李浩然. 無桿泵采油開創(chuàng)稠油開采新局面[N]. 克拉瑪依日報，2020-03-06（5）.

[5] 張斌，祝洪爽. 吐哈油田無桿泵舉升技術實現(xiàn)智能采油[EB/OL]. （2020-05-29）[2021-07-15]. https://oil.in-en.com/html/oil-2897832.shtml.

[6] 付亞榮. 長慶無桿采油技術研究與試驗取得階段性進展[J]. 石油石化節(jié)能，2016，6（2）：45.

[7] 武建明，連洪正，黃大勇，等. 吉7 井區(qū)玻璃鋼敷纜連續(xù)油管升下井設備研制與應用[J]. 新疆石油天然氣，2018，14（3）：84-87.

[8] 張云普， 徐立志. 大慶油田新型無桿泵舉升單井節(jié)電30%[EB/OL]. （2021-01-22）[2021-07-20]. http://news.cnpc.com.cn/system/2021/01/22/030022725.shtml.

[9] 李寧會. 連續(xù)管纜采油試驗及分析[J]. 石油管材與儀器，2018，4（5）：67-70.

[10] 宿振國. 敷纜復合材料連續(xù)管結構設計與性能評測研究[D]. 青島：中國石油大學（華東），2014.

[11] 國家能源局. 石油天然氣工業(yè)用非金屬復合管第6部分： 井下柔性復合連續(xù)管及接頭：SY/T 6662.6—2014[S]. 北京：石油工業(yè)出版社，2014.