潜油电泵作为一种重要的机械采油设备, 具有排量范围广、地面配套设备简单、自动化程度高, 适用于斜井和水平井等显著优点, 广泛应用于海上油气田开发。目前电泵是大港CH油田最主要的人工举升方式。
一般情况下, 电泵本身带有单级油气分离器, 以此减少进入泵内的游离气量, 提高电泵的举升效果。但其气体处理能力仍有局限性, 在吸入口压力状态下, 可处理气液体积比最高不超过30%, 而CH油田部分区块的油井在吸入口位置气液比达70%以上。
CH油田位于渤海湾滩海-浅海地区, 主力含油层系为沙河街组沙三段、沙二段和沙一段。原始地层压力为27.32~35.18MPa, 饱和压力为13.23~33.15MPa, 地饱压差为0~21.95MPa。
油田以人工岛和人工井场的开发模式, 地面空间有限, 井型以大斜度井及水平井为主, 先导试验井组最大井斜是96.1°, 最大全角变化率8.71°/30m。试验井组一共有8口电泵井, 最大井斜角在45-80°之间的有4口, 80°以上的有3口, 最大全角变化率在3-5°/30m之间的有5口, 有3口井在5°/30m以上。部分油井泵吸入口气液体积比在70%以上, 而目前常规气体分离处理能力小于30%。仅依靠常规的分离技术满足不了电泵正常举升的需要。
因此针对高气液比及斜井电泵举升, 开展了大斜度井电泵防气配套技术研究, 来满足高含气油井的正常生产需要。
CH油田主力油层埋深2650~3380m, 最大井斜范围是39.5~96.1°, 最大全角变化率的范围是3.33~8.71°。针对井斜的影响优化配套斜井电泵、双胶囊保护器, 其中, 斜井电泵采用了特殊叶轮流道设计, 减少了斜井中叶轮的偏磨;电机配套T型环, 确保水平放置时转子不发生偏磨。采用增容电机, 在同等功率下减少电机长度1/3。应用双胶囊保护器使密封性能大大提高, 有效保护电机在大斜度井及水平井中平稳运转, 也缩短了机组长度。同时配套斜井电缆保护器, 保护电缆与液控管线, 避免了在下井过程中的磨损。
(1) 气体压缩技术。压缩泵或气体处理器通过涡轮对进入的气体进行压缩, 可将体积由70%压缩至15%, 从而减小了进泵气体体积, 避免单相气体存在, 使机组免受气锁、气蚀影响。
(2) 高效气体分离技术。双级气液分离器对进泵前的气体进行两次分离, 分离能力由单级的30%增加到40%, 降低了进泵气体体积。
(3) 电缆穿越技术。该区油井环空压力高, 而封隔器处的普通方式电缆穿越, 会受高压气体影响, 容易造成电缆绝缘失效。引用国外先进的BIW后电缆实现了整体穿越, 避免了高压气体对电缆的影响。
(4) 定压防气技术。同时配套井下、地面两级放气阀, 井下过封隔器放气阀, 使分离出的气体能顺利通过封隔器进入上部环空, 并通过定压放气装置自动进入地面系统。
现场实施6口井, 平均泵排量效率达到了85%, 基本满足了高气液比油井生产需要。防气设备配备情况见下表所示。
(1) 通过对大斜度井电泵防气配套技术的研究, 使目前电泵举升允许生产气液比已达到660m3/m3 (ZH101M2井) , 基本满足了CH油田高气液比电泵的举升需要。
(2) 电泵防气配套技术研究也适用于其他高气液比油藏的开发。
摘要：大港CH油田以水平井及大斜度井开发为主, 井斜角、全角变化率均较大, 油藏埋藏较深 (3500m-4000m) , 泵吸入口气液比高达70%以上, 针对高气液比及斜井电泵举升, 研究计算了不同气液比对电泵的影响, 完善配套了电泵防气配套措施, 基本满足了高含气油井正常生产需要, 为CH油田的全面开发提供良好的借鉴。
关键词：CH油田,电泵,高气液比,技术配套,应用效果
[1] 万仁溥, 罗英俊.采油技术手册[M].北京:石油工业出版社, 2003, 3.
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