浅析电潜泵采油在稠油油藏开采中的应用

胡阳阳（辽河油田公司西部油田项目管理部地质工艺所，辽宁　盘锦　124010）

浅析电潜泵采油在稠油油藏开采中的应用

胡阳阳（辽河油田公司西部油田项目管理部地质工艺所，辽宁盘锦124010）

随着油田的开发，各种先进采油设备得到不断应用，电潜泵采油技术和其他设备相比具有无法比拟的优点，具有体积小、维修方便、结构简单、自动化程度高、排量大、效率高的特点。电潜泵在使用过程中必须考虑电泵机组与生产参数的匹配性，否则就会出现低效工作的现象发生，本文就电潜泵采油在稠油油藏开采中适应性进行粗浅的探讨。

电潜泵；生产动态；稠油油藏；泵效；自动化

稠油是21世纪重要的石油资源，占世界石油剩余可采储量的53%，我国石油剩余可采储量中，稠油占40%，其中中深层稠油占70%。中深层稠油大幅度提高采收率技术对中石油占领国际市场、保障国家能源安全具有长远和战略意义。我们国家稠油开采，经历了四种主要方式：蒸汽吞吐、蒸汽驱开发、SAGD开发、火烧油层等。稠油主要具有以下基本特点：构造复杂、断块多；油层埋藏深；油藏类型多，油水关系复杂；油品性质多样（普通稠油、特稠油、超稠油）。经历了稀井网到密井网（井距逐步从200米左右缩小到70～83米）；厚层到薄层（开采厚度从15米以上下降到5米）；直井到水平井；吞吐开发到蒸汽驱和蒸汽驱辅助重力泄油开发以至最后的火烧开发。在开采稠油油藏中选择合适的举升方式至关重要。

1　电潜泵在稠油开采中的技术难点

国外实施蒸汽吞吐开采方式较少，我们国家却成为稠油开采的主要方式，国外实施的浅层蒸汽驱和蒸汽驱辅助重力泄油是在原始油藏状态下进行的，而中深层油藏需经历蒸汽吞吐降压后才能开展，举升液量初期生产较高；抽油泵耐温要求高；抽油机载荷大。产出液温度高，采出液温度高（100～180℃）；乳化严重且反相（超过110℃水在上部）；胶质、沥青质含量高（50～54.3%）；粘度高（50℃粘度12×104mPa.s）；油水密度差小（80～90℃油水密度差＜0.003g/cm3）。电潜泵具有排量大、地面设备简单、安装快、管理方便等特点，比较适用于中、高含水期或中，后开采期的原油生产。

2　稠油电泵的优化设计及配套措施

2.1在稠油开采中，电潜泵的性能指标

电潜泵在稠油开采过程中，除了满足常规油藏开采的特性外，还必须具有较高的耐温性和较好的耐腐蚀性。在电潜泵的设计过程中要充分考虑附加功率，在地面安装变频柜，实现变频驱动，根据油藏供液特点使用不同的电机转速。根据变频设置，满足电潜泵在工作状态下泵效大于50%。在开采粘度高的稠油油藏，应适时提高泵的排量设计，同时考虑复合举升设计，添加降粘剂或者掺稀的方式。

2.2电泵的设计要求

油藏开采后我们通过油藏井温曲线、粘温曲线分析原油对温度的敏感性，根据原油对温度敏感特征，合理设计出井下泵的工作温度，以及在此温度下的原油粘度范围。通常电潜泵在井下工作过程中，温度每升高30度，原油粘度在原有的设计值范围内降低40mPa.s。通过地层水化验结果，根据地层水的腐蚀特点，采取有针对性的机组防腐措施。区块出砂严重，在电潜泵设计上优先选择放砂效果好的防砂电泵。

2.3相关配套工艺的设计

防砂措施：电泵下面采用皮碗封隔器作为封隔工具，下面联接不锈钢波纹立体防砂管，该种防砂管是在不锈钢防砂筛管的基础上研制开发的新一代防砂筛管，立体波纹形状使筛管不易砂堵。

稳定运行措施：我们根据油藏的生产特征，在生产的不同阶段为了提高泵效，使用变频控装置，通过生产过程中频率的变化特征，控制潜油电机的转速，对泵的排量进行调节，使潜油泵工作特性与油井的设计相符合，电潜泵在最佳值范围内生产。可以减少机械磨损和故障的发生几率，节约成本，提高区块的开发效果。

2.4电潜泵参数的设计原则

在举升系统的设计过程中，我们根据油藏类型，井深结构特点、地层原始情况、原油粘度、温度、出砂状况，选择电潜泵性能指标，主要考虑耐温、电缆承载的温度大小、泵的下深、泵的大小、类型、电缆的长度、扬程大小等。

根据油井的供液能力大小，设计泵的排量，在设计过程中要考虑后期掺入方式的掺入量大小，综合选择电潜泵机组系列，并在油藏粘度下，选择适合型号的叶导轮。根据选定的叶导轮在不同粘度下的修正系数，计算扬程和泵效，优选电泵型号。

3　电潜泵发展趋势

随着油田的飞速发展，开采的油藏类型越来越多，井下和地面状况也越来越复杂，受目前低油价的影响，操作成本不断降低，要求的电潜泵质量和适应的环境越来越严格，在世界范围内，电潜泵采油系统发展得非常快，悬缆电潜泵在美国已经取得了成功应用，防砂电潜泵电潜泵不能承受含气量大的流体举升工况，通常气体体积分数GVF）不能超过10%～20%。这是因为电潜泵是依靠离心力举升流体，在泵旋转时，会在泵叶轮的径向或轴向产生高压和低压区，当气体进入泵筒时，较轻的气体会从较重液体中分离，聚集在叶片的低压一侧，最终锁住进入叶轮的通道，造成气锁停泵。变速驱动技术（VSD）可以根据气锁产生的载荷变化来调整泵速，使泵克服气体段塞，但是VSD有自身的局限性，如果GVF足够高，还是会导致气锁发生。目前高级气体处理系统（AGH），根据均一化原则将产出流体在通过泵时进行均匀混合，将气体压缩进溶液中，还可以在泵上的油管中产生气举效应，使泵可以举升GVF约为45%的混合物而不产生气锁，减小了泵的载荷，提高了整个的举升效率。此外高温电潜泵、高粘度电潜泵、高气油比电潜泵等技术也飞速发展起来。

4　结语

4.1由于常规吞吐方式开采稠油，需要停井注汽作业，普通举升方式不能实现连续生产，采用电潜泵方式生产提高生产时率，减少作业费用。

4.2电潜泵在稠油开发过程中通过选择合理的电机频率，配合注入降粘剂或解堵措施增高大幅度提高油井采收率。

4.3在埋深较深的碳酸盐油藏，井筒举升困难，表现出含水乳化范围广和高热敏性，类似为超稠油特征，在采用电潜泵开采时配合以掺稀油或化学降粘的复合采油方式。

4.4电潜泵自动加温能够降低原油粘度，减少降粘剂的使用，由于加温的存在，在掺点的选择上可以将掺稀点上移。减少惨入量，节约成本。

［1］王玉锋，李君.电潜泵在老君庙水平井中的合理应用验证［J］.中国石油和化工标准与质量.2011（06）.