国外高温举升技术新进展

2016-08-11苏秋涵

大科技 2016年5期

关键词：电潜泵螺杆泵油井

苏秋涵

（胜利油田石油工程技术研究院东营 257000）

国外高温举升技术新进展

苏秋涵

（胜利油田石油工程技术研究院东营 257000）

高温油井普遍存在泵使用寿命过短的问题，针对此问题，国内外研发了多种新型举升技术，如斯伦贝谢公司Hotline系列高温电潜泵，法国PCM公司Vulcain全金属螺杆泵及贝克休斯公司Ultra Temperature电潜泵。本文分别介绍了以上新技术的原理、优势、耐温范围、及应用效果，并在此基础上对国内外高温举升技术进行了对比，同时展望了高温举升技术的发展趋势。

高温；举升；采油泵

引言

随着油田开发不断深入，超稠油、超低渗油藏不断得到有效动用，越来越多的油井面临高温这一恶劣井况的严峻挑战：井筒高温导致泵的使用寿命严重缩短，极大影响常规机械采油方式的工作稳定性和系统效率。为此，国内外多家公司及科研机构不断研究新的举升技术，以满足现代油藏开发需要。笔者主要介绍近年来国外高温举升新技术，并对不同技术的应用情况和效果进行分析，同时展望了高温举升技术的未来发展趋势。

1 国外高温举升新技术

1.1 Hotline高温电潜泵

电潜泵一般依靠产出液带走电机所产生的热量，然而当井底温度高、或者产出液含油量高、流体速度低并含有乳化或气态流体时，单纯依靠此散热方法会造成电机系统组件损伤，进而导致系统失灵或过早损毁。

针对以上问题，斯伦贝谢公司研制了Hotline系列高温电潜泵。该系列从问世至今已研发至第三代，可承受温度范围不断提高，最新一代的Hotline SA3电潜泵已能够承受250℃的流体温度，电机内部温度可高达300℃。

该系列有以下三个主要特点：①采用特殊金属波纹管系统和轴封机理保护电机，在热井液和内部机油之间形成屏障，且金属波纹管能够补偿电机内机油膨胀的影响；②考虑了泵所用不同材料的伸缩率，且采用特殊材料重新设计制造，可抗高温，同时提高系统可靠性；③装有井下流体压力和温度测量器，能够监控泵吸入口处的压力和温度，让泵在优化温度下工作，降低蒸汽/油比，提升泵的整体效率。

Hotline高温电潜泵已在1400余口井中安装，且其中200多台是在SAGD井中工作。除耐高温外，Hotline系列还有两个明显优势：①运行时间长：运行时间最长可达2345d，这是目前为止该系列电潜泵的最长使用寿命；②节约成本：SAGD井的经济情况很大程度上受蒸汽生产和开采成本的影响，在气举的总开采成本中，蒸汽占35～55%，每口井每年可达数百万美元。安装Hotline电潜泵后，所需蒸汽/油比下降了约20%。

1.2 PCM Vulcain全金属螺杆泵

Vulcain是法国PCM公司独家专利的全金属螺杆泵，采用全金属定子，能够开采温度高达350℃的高粘度、非常规碳氢化合物和高温热水，可应用于SAGD（蒸汽辅助重力驱）和CSS（蒸汽吞吐）等热采工艺的油井。PCM Vulcain全金属螺杆泵现有八种型号，日产液量范围80～300m3，扬程范围600～1350m。

该泵有三个优势：①举升能力稳定高效：与抽油机举升相比，机械效率高，与电潜泵举升相比，适应范围广，可在低沉没度、纯水、蒸汽液、高粘度稠油等工况下高效运行；②成本较低：PCM Vulcain的一次性投资比电潜泵和抽油机低，安装和维护也更加简便灵活，适用于偏远区域和孤立的油井；③环境影响较小：采用无泄漏高温机械密封，杜绝井口原油泄漏对环境的影响。

PCM全金属螺杆泵已在全球应用300多套，平均运行寿命300d，最长运行寿命600d。表1为PCM全金属螺杆泵极端环境应用统计数据。