双电潜泵系统采油技术的探讨

孙广君 杜孝兰 赵翠平

（中国石油吉林油田分公司长春采油厂 吉林长春 130618）

双电潜泵系统采油技术的探讨

孙广君 杜孝兰 赵翠平

（中国石油吉林油田分公司长春采油厂 吉林长春 130618）

针对海洋采油优化问题，开发了双电潜泵采油技术，有效率快、排量大、维护成本低等优点，具有较好的经济效益和开发效果，并为采油技术的可持续发展提供了新思路。

石油开采；双电潜泵系统；技术优化；效率提升

1 引言

电潜泵是一种重要的机械采油设备，有自动化程度高、排量大、扬程高、效率高等优点，广泛用于深井和定向井工艺中。电潜泵通常安装于水下几百米甚至是几千米的地方，对安装技术要求较高，安装费用也比较高。尤其是在一些深水油田，作业难度、安装费用更高，成为影响整个海洋采油系统的重要因素。同时，电潜泵的维护、检验以及由此带来的产量损失也严重影响着油田开发的经济效率。

在引进国外电潜泵的基础上，研制出了一种新型的电潜泵系统，即双电潜泵系统。它可以在一口油井中安装2个电潜泵，这样不仅可以减少修井作业的次数，而且能增加电潜泵的使用寿命、降低开采费用。

2 技术原理

2.1 双电潜泵系统

双电潜泵系统就是在井下同时植入2个电潜泵。在井下探测中，电缆的使用周期影响着电潜泵的使用寿命，因此一般情况下这2个电潜泵的电缆都是互相独立的，但也可以共用同1条电缆。

双电潜泵系统的运行主要是针对以下两种情景：一是对矿井进行分层开挖，在不同层次植入不同的电潜泵，这样能提高系统的运行效率，而且这2个电潜泵不会相互干扰；二是为了防某个电潜泵故障导致整个系统瘫痪，两个电潜泵一个运行、一个备用。第二种情况下电潜泵的安装过程稍显复杂。

2.2 管柱的主要组成部分

管柱主要由安全阀和循环伐、电潜泵、管线滑套等几部分构成。油管的长度决定了安装距离的长度。管柱系统与分层完井系统共同形成一个管柱，深入152.4mm的分支进内，主进口径为215.9mm。

整个双电泵系统的分层开采通过管柱与孔管的连通实现，再辅助滑套和阀门对其进行分层。液控滑套可以控制采油管柱与分支管柱的连通与闭合。管柱主要有双Y接头管柱和单Y接头管柱两种连接方式。在双Y接头管柱的上、下两个出口上方安装有阀门，能够有效防止液体倒流。电潜泵运行时，一般只打开上下阀门中的一个，如果运行上面的电潜泵系统，需要通过双单流阀门关闭下面的电潜泵支路，通过堵塞关闭器密封下面的支路。反之，运行下面电潜泵系统时，上面的支路也需要处于关闭的状态。密封器必须要有良好的密封性，所以该处的电缆可采用结构比较简单的压胶和压铁，能承受最大2016MPa的压强。另外一种连接方式是单Y式接头管柱，其内部设有转换阀（通过压力实现阀门的转换），密封上下支路中的一个，可使双潜泵系统中的一个电潜泵得以运行。

3 双电潜泵技术在深水油田的应用

3.1 应用案例

流花4-1油田，油田海域深度为260～310m，位于南海珠江口盆地，油田储层为胶结性能较好的礁灰岩。为了提高油田产出、降低成本，采用8口裸眼完井方式（7口水平井：215.9mm；1口水平分支井：152.4mm），所有井均采用244.5mm生产套管和卧式水下采油树。采用双电潜泵设计后，油田开采量增加，提高了油井的运行效率和开掘速度，但修井作业次数明显降低，维护成本显著下降。在管理上采用一用一备式，前期控制开采量、后期适当增加开采速度和数量，有效延长了油井生长周期，生产效益明显提高。

渤海油田也是双电潜泵系统的安装与应用的典范。额定参数流量为150m3/d，采用开一备一的工作模式，采用安全、可靠的变频控制器，使用全数字进行监控，同时输入完美无谐波，保证了系统的正常运行。

在深水作业过程中，电潜泵的关键技术，如双电潜泵系统及其与智能完井组合的配套技术、湿式电接头和变频器的选择、电潜泵机组的设计等，对提高系统的性能和效率具有重要作用。

目前已经在涠洲11-4N油田、Otter油田、流花4-1油田、渤海油田等油田中使用，收到了较好的结果。

通过对这两个油田的实际应用，明显提高了开采速度，降低了各种成本，但是仍然有许多问题有待改进。因此提出了部分优化措施：

(1)对系统中运行过程和电潜泵采油系统井筒中的多相流体进行分析，确定工作参数，减少气体的输出，增加系统的使用周期；

(2)设计新型喷嘴，使之更加节流；在这个过程中需要重新拟定压力，因此气体的流量会有压力有影响，因此对压力参数重新率定；

(3)改进输送管道，尽可能缩短不必要的管道距离，避免管道之间的交互重叠。

3.2 存在的问题

电潜泵在运行过程出现的主要问题及原因有如下：

⑴泵不出液或欠载，原因主要有泵轴断裂、管柱破裂或者泄露、叶轮磨损严重、泵液过程中发生气锁等；

⑵机组超载，原因主要有井液黏度、比重过高、机组发生超载或是没有形成良好匹配、轴承、机械损坏等；

⑶电机烧坏，原因主要有电源电压不稳定、电机使用时间过长、电机表面液体流速太低、保护油外渗等。

⑷系统温度过高，主要是因为外界如海水、空气等的温度影响的，系统温度过高对相关设备也有一定影响；

⑸电泵容易出现故障，可能是因为双电泵系统电泵使用时间较长造成的。

4 总结与建议

双电泵系统可有效降低海上边际油田的开发投资成本、修井次数和修井平台的动复员。利用双电泵系统采油已经成为一种油田开采的发展趋势，也为我国的现代化建设和石油开采技术提供了新的思路。

通过在这两个油田的实际应用，开采速度明显提高，降低了各种成本，但是仍有一些问题有待改进。因此提出了如下优化建议：

⑴对系统中运行过程和电潜泵采油系统井筒中的多相流体进行分析，确定工作参数，减少气体的输出，增加系统的使用周期；

⑵设计新型喷嘴，使之更加节流；在这个过程中需要重新拟定压力，因此气体的流量会有压力有影响，因此对压力参数重新率定；

⑶改进输送管道，尽可能缩短不必要的管道距离，避免管道之间的交互重叠。

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