国外油田井下单井双电泵工艺及技术调研

隋晓明

（盘锦辽河胜利电泵有限公司，辽宁 盘锦 124010）

单井双电泵组合采油系统，即将两套电泵系统通过Y偏心接头串联在同一油管柱上，每台电泵通过独立的电缆单独供电和控制，通过合理的确定两套电泵的工作制度（如交替间隙工作），来提高全井电泵系统的总有效运行时间，延长检泵周期。

中海油湛江分公司涠洲11-4 N油田是海上边际油田，为降低开发投资成本，采用无修井机平台，举升方式为潜油电泵生产。目前在产油田潜油电泵井的平均运转周期约1～2年，减少修井次数是提高涠洲11-4 N油田经济效益的重要手段。单井双电泵组合采油系统，能够有效减少修井次数，在提高生产井检泵周期方面，具有良好应用前景。目前国内尚未进行过相关技术的研究和应用，因此，对于单井双电泵组合采油系统及其工作制度的调研，具有现实意义。

1 井下单井双电泵工艺及技术简介

双电潜泵就是在1个井筒内下入2台电潜泵，两台泵之间可以共用一条电缆，也可以用两条独立的电缆，由于目前电潜泵的失效，主要是由电缆的损坏造成的，因此一般情况下，两台泵都是相对独立的。

应用双电潜泵技术的情况一般有两种：

一种是为了分层开采，共有两套需要单独开采的层系，对每一个层系下入一台泵，互不干扰，这种情况下，两台泵同时运行，管柱图如图1所示。

图1 用于分层开采的双电潜泵管柱图

另一种是为了延长油井的检泵周期，增加油井的生产时效，这种情况下，一台泵运行，另一台泵作为备用。

2 英国Pump tools公司双潜油电泵系统调研

英国Pump tools公司研制的双潜油电泵系统工具，使用两个中马力潜油电泵系统与Y型工具相连。上面的潜油电泵安装了Y型工具，而下面的潜油电泵则悬挂在旁通管的延伸尾管处。两个潜油电泵同时运行时，两泵的产量在上部Y型工具处混合排出，减少流体紊乱。使用特殊的单流阀，可防止其中一个潜油电泵停止作业时液体的再循环，使用塞子和隔离套固定，可以防止液体回流。双电缆和双控制线使得一个机组发生故障后，另一个机组可继续运行，直到油井修井。

3 英国Phoenix Petroleum Services公司双潜油电泵完井系统

3.1 完井方式

英国Phoenix Petroleum Services公司设计和采用了3种新型单井双潜油电泵完井系统。

（1）高产并联双泵完井。采油工程师的主要经验是压差越大，产量越高。但是，利用潜油电泵生产，压差越大，就意味着需要越高的功率。在某些完井地区，受地面或井下电动机的限制，不能提供更高的功率。为了提高油井产量，可对同一产层用两台单独的潜油电泵完井。这时产液首先被泵入自动Y型工具的两端，在其中混合后再排出地表。该公司准备在135口油井上采用这种完井系统。

（2）分层采油的双层完井。这种同心双层完井可用于多油层油田，其可由一个井眼无干扰地开采两个油层。这种完井首先下入Φ 140 mm油管，再将第二根Φ 73 mm油管柱下入其中，最后在下入一个内部旁通。旁通上方的转向头可将两层的井液隔离：一层的井液进入油管，另一层的由环空产出。这样一来，就可实现两个油层的分层采油。

（3）无须修井的双泵完井。该种完井设计可下入两台潜油电泵，其中的第二台为备用泵。当第一台泵出故障时，再将第二台投入使用。其适用于钻机的使用受限或修井成本高的油井。采用它的主要优点，是只需进行一半的修井，就可保证油井的正常生产。

3.2 应用背景

在过去8年，斯伦贝谢公司已经在30口油井中安装了双泵系统。作为备用泵的第二台泵，是在第一台泵发生故障后开始启用。这30口井大部分都位于海上，更换故障泵需使用可移式海洋钻井设备或现有的平台钻机，作业成本昂贵，影响了中后期油田和边际油田开发的经济效益。采用双泵系统，是为了减少油井的修井次数，降低作业成本。

3.3 双电泵系统设计

该系统包括两个全套的潜油电泵系统，每套电泵机组配有一个旁通系统，用来悬挂下泵机组的泵支撑短节，在上潜油电泵旁通底座上。为了操作下潜油电泵，在下旁通工具的一个分支中安装了堵塞器，以免井液再循环。在上Y型工具的上下方，都安装了隔离工具，起到下泵运行时隔离上泵的作用，并产生生产流道。将隔离工具取出，在上Y型工具的下方安装第二个堵塞器，这样就可转换成上泵进行生产。第二个堵塞器可防止上泵生产时井液的再循环。

4 Baker Hughes Centrilift公司在 Otter油田应用双泵技术的调研

4.1 油田概况

Otter油田位于北海北部，水深184 m，油藏埋深2 000 m，高孔高渗，气油比 80 m3/m3，CO2和 H2S含量少。地饱压差6.2 MPa，初期可以自喷，后期含水上升和压力衰减，需要机采，产量范围在62 00～22 000桶 /d。

双电潜泵系统使用2台泵，一台运行，另一台备用。每台电潜泵都是完全独立，所有部件都配置齐全。下部的泵先生产，减少颗粒在下部Y接头处沉积的风险，上部Y接头处的高流速减少了颗粒的聚集。上部泵的扬程比下部泵的扬程要大，以满足后期含水上升后，可能需要的高压头。

对于地面井口系统，这种技术用来降低修井频率，也在修井费用高或者泵的寿命短的地方使用。对泵失效的统计分析表明：使用双电潜泵，可以提高油井的生产时效。在Otter油田的应用是第一次将双电潜泵技术用于水下井口的井中。

4.2 使用情况

2003年8 月，启动了第一台电潜泵，随后启动了其他两口井中的电泵，油田产量超过了32 000桶/d。到2003年底，每口井的主泵都在运行，通过定期运转检验发现备用泵也能够运行。

5 结束语

从文献调研情况来看，单井双电泵技术已在国外油田得到了使用，并取得了良好的效果，但由于该技术属于一项新的技术，也存在一定的缺陷，相对于常规电潜泵管柱，双电潜泵的完井管柱较复杂，下入难度提高，时间增加，费用也增加。而在国内油田该系统，还没有使用先例，尚处于一项技术空白。针对海上边际油田，为降低开发投资成本、减少修井次数和修井平台的动复员，研制开发高水平的单井双电泵组合采油系统，在国内油田已经成为一种发展趋势。

[1]（美）KE布朗.升举法采油工艺（卷一）[M].北京：石油工业出版社，1987.

[2]Mark Horn,A 21-Kilometer Subsea Tieback with Dual Electic Submersible Pumps.SPE Production&Facilities.March 2004.87902-PA.;pages52-60

[3]S.J.Sawaryn,BP plc.The Dynamics of Electrical-Submersible-Pump Populations and the Implication for Dual-ESP Systems.SPE Production & Facilities.November2003.87232-PA.pages236-246s