双作用泵减载深抽工艺技术研究与应用

2014-08-15郝瑞辉中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院辽宁盘锦124010

化工管理 2014年23期

郝瑞辉(中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院辽宁盘锦 124010)

一、概述

辽河油田油层埋藏较深的区块较多，主要在欧利坨、黄金带、冷161和齐131等油田区块，油层埋藏深度在2600m以下的生产油井有95口，占抽油机开井总数的18%。由于受到地质构造及油层渗透率等因素影响，随着生产时间的推移，地层压力逐渐下降，油井液面不断变深(动液面在2200m以下)的油井为55口。常规深抽由于受抽油机额定载荷和抽油杆抗拉强度的限制，当下泵深度超过2400m时，导致抽油机超载及抽油杆断脱等事故发生，在实施的50多口常规深抽工艺井中，有9口出现过断杆情况。使这些处于低压状态的井不能正常发挥油层潜能，以致造成油井生产能耗大、成本高、效益低的情景。该技术通过减载器的作用，减轻了抽油机悬点载荷，可将抽油泵下深到2800-3000m，解决了抽油机超载和抽油杆断脱问题。使抽油泵的沉没度增加了400m以上，达到了提高油井生产能力，节能降耗的目的。

二、工作原理及特点

1.工作原理

双作用泵减载装置是由两组不同规格的泵筒和柱塞组成的，其减载活塞的上下端面分别处在油套不同的压力系统中，由于它所下入的深度，使油管内液柱压力大大高于油套环空内的压力，由这个压力差所产生的力作用于减载活塞的下端面，使其产生一个向上的举升力，当抽油机驴头上行时，减载活塞在该举升力的作用下，带动下面的抽油泵杆柱随同上面的抽油杆柱一起向上运动，从而达到减少抽油机驴头悬点载荷的目的；抽油机驴头下行时，减载活塞被其以下的抽油杆柱带动向下运动，其减载器向上的力继续作用在上部抽油杆上，以减轻其拉力，同时减载泵筒内的原油顺油管被排出井口，如此完成一个工作过程。

2.工艺特点

（1）用普通D级或H级抽油杆便可大幅度加深泵挂，实现深抽、超深抽，达到提高泵效，提高产量的目的。

（2）采用双作用泵减载深抽工艺管柱结构。

三、适用范围及理论计算：

1.适用范围：

结合双作用泵减载工作原理，对低产低效的油井进行了系统分析，通过了解地层压力、渗透率、动液面等生产参数，确定了技术使用范围。即：油层埋藏深度在2600m以下，生产动液面在油层上界400m以上，地层压力较低，且需渗导性较好，具有一定供液能力，满足抽油泵下深在2500-3000m范围内。

2.理论计算：

为确定技术的可行性，我们进行了大量的理论计算，并结合实际生产状况进行了评价对比。

（1）减载器减载载荷计算：

通过计算，当抽油泵深下至2700m时，其悬点最大理论载荷为：113.9KN，使用减载器下至1000m是时，减载力为：25.31KN，减载后悬点最大理论载荷为113.9-25.31=88.59KN，满足了10型机额定工作载荷。（10型抽油机悬点最大负荷为100KN,12型抽油机悬点最大负荷为120KN）

（2）抽油机悬点载荷计算：

通过理论计算，结合现场实际生产数据对比，理论比实测要高一些，主要是因为生产中液柱里含有一定量天然气，液柱重力载荷降低。

（3）抽油杆抗拉强度及冲程损失分析

目前，抽油杆的设计抗拉强度以能够满足抽油泵深抽工艺要求，但由于长期疲劳使用及偏磨造成的损伤，使多数抽油杆的抗拉强度具有不同程度的下降，至使抽油井断杆事故经常发生，一般断杆深度均在1000m以上。采用减载工艺后，可减轻上部抽油杆的拉力达到50%以上，大大减少了断杆事故的发生。

（4）电机功率计算

通过计算，当悬点载荷降低10KN时,则抽油机可节电8%，一般情况下，减载器的减载力是20-30KN,所以，抽油机通过减载器减载后可节电15-25%。

四、现场实施情况

1.实施效果分析

共投入19口井，23井次，截至目前共增油13894.59t增气128.1×104m3。从统计结果分析，投入的19口井，措施前平均泵深2062.5m,措施后平均泵深2575m，平均提高沉没度500m。措施前平均日产油0.44t,措施后平均日产油2.79t。平均日增油达到5t以上的井有3口，累增油达到1500t以上的井有3口，达到1000t以上的井有5口。