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潜油电泵优化设计及功效分析
作者:管理员    发布于:2017-12-27 14:00:22    文字:【】【】【

  从苏丹1/2/4区南部油田的开发历史和生产情况看,自从2000年油田开始大量使用潜油电泵以来,给油田增产做出了很大贡献,但目前绝大多数潜油电泵井产量开始下降。从生产动态数据看,油井动液面比较高,液面没有被抽至泵吸入口,泵吸入口沉没度比较大,在理论上不应该造成油田产量大幅度下降。为了解释这个现象,从油井的产能预测、选泵设计和油井供液情况几个问题来进行分析,并查找到产量下降的主要原因,做出相应的整改措施,使油田产量得以恢复。

  2油井产能预测对于潜油电泵抽油而言,油井产能预测就是在潜油电泵抽油条件下,计算出油井的产量,以便选择合适的潜油电泵设备。结合苏丹1/2/4区南部油田的实际情况,可以按以下方法进行。

  由于苏丹1/2/4区南部地区饱和压力很低,油层中含气量很少或基本上没有游离气体,所以在进行油井产能预测时,可以不考虑气体对产能预测的影响。也就是说油层中的渗流是纯液相渗流一即纯油相渗流或油、水两相渗流。因此,油井产量和井底流动压力的关系遵循采油指数公式,即:Pwf井底流动压力,psi;是油井总动压头计算示意图。

  度为Hz,油压折算压头p(m),套压折算压头pc(m),油管摩阻损失压头Ft(m),油井总动压头H(m),泵吸入口沉没度为Hb(m)。lm水柱=1.42233psi.首先,计算出井底流动压力:fw――含水率,Y――原油相对密度。

  然后,根据采油指数计算公式,计算出在潜油电泵抽油条件下的油井产量:以UN-22井为例1,已知油层中部深度Hz=力PR=2230psi;原油密度¥。=0.86;油压折算压头p=100m;套压折算压头pc=0;油管摩阻损失Ft=100m.根据含水率计算出井液密度:计算出井底流动压力:计算出在潜油电泵抽油条件下的油井产量:3潜油电泵选择设计计算为了合理选择潜油电泵,使其运行可靠、经济,在进行选泵设计时,必须遵照几点原则:①必须使泵在高效率点或高效率点附近工作,使泵效尽可能达到高;泵的额走排量和油井产能相匹配,额走扬程必须等于油井的总动压头;潜油电机的输出功率必须能够满足泵举升液体所需要的功率要求。

  首先,要根据预测的油井产能,选择出泵的型号。根据例1的计算结果,可选用GN4000泵,佳排量范围为2400 4400bbl/d,高效率点排量为其次,计算出油井的总动压头,并计算出所需泵的级数。油井的总动压头可用下式进行计算:根据例1给出的数据,计算出油井总动压头:计算出所需泵的总级数为:泵的总级数=H/泵的单级扬程第三,计算出泵的轴功率:泵轴功率=单机功率X总级数X井液密度在实际计算中,所需要的电机功率应考虑吸入口和保护器的机械损耗功率。一般情况下,每节保护器的机械损耗功率为10kW,吸入口的机械损耗功率为0510kW.根据以上计算结果,电机功率为146.5kW.此外,在实际应用中,还要结合供电网络的供电质量,考虑到可能出现的网络电压波动,电机功率可按120进行选择,这样电机功率为176kW,可选择功率为210kW的电机。

  以上结果是在供电频率为50Hz的情况下计算的,如考虑到以后频率调高的需要,可按以下关系式进行计算:――50Hz和新频率下的泵排量,bbl/d;民、氏50Hz和新频率下的扬程,m;50Hz和新频率下的电机输出功率,该井使用的潜油电泵设备配套为泵型号为GN5200,级数为171级;电机功率为210kW;运行频计算分析该井使用GN5200型泵,排量范围为2800~6000bbl/d,佳的工况点(高效点)排量为如果该井供液比较充足,并且选泵设计合理,油井产能和总动压头与泵的排量和扬程相匹配,则泵应该在高效率点或附近工作,产量应在4400bbl/d左右(50Hz时),这时沉没度应约1087.5m左右。

  现在可结合该井的实际生产情况进行如下分析计算:,计算该井在目前生产状况下的井底流动压力为:第二,计算在目前生产状况下的理论产量为:第三,计算在目前生产情况下的油井总动压头及所需要的单机扬程为:所需要的单机扬程=油井总动压头/级数后,根据计算出的单机扬程,查泵特性曲线,得到泵的理论排量为1887bbl/d.从上述计算可以看出,虽然计算出的油井产能和泵排量与实际油井的产量有一走误差,但基本上还是反映了油井的供液情况和泵的工作状态。

  可以这样分析:一方面,由于在选泵设计时,泵的级数较少,泵的理论扬程偏低,那幺泵将液体举升到地面,所要求的沉没度就大,导致井底流动压力增大,生产压差减小,地层出液量减少;另一方面,由于地层出液量较少,满足不了泵抽的需要,油井动液面越抽越低,沉没度也越来越小,泵的实际举升高度增加,泵排量减少。这时,由于沉没度减小,井底流动压力降低,生产压差加大,地层出液量又有一走的增加。终出现一个平衡点,地层的出液量与泵抽排量要处于平衡状态,产量、液面、油压等生产数据将趋于稳走。如果地层压力、油压等油井参数或运行频率发生变化,导致油井的供液能力或泵的排量和扬程发生变化的话,将会出现新的平衡点,同时会使油井的产量、液面等也会发生变化。

  以上计算是在泵没有磨损运行正常的情况下进行的。如果油井供液不足,产量过低,将会使泵下裙部加速磨损,长时间运行会导致泵漏失量加大,泵效大幅度降低,使泵的排量和扬程大大下降,油井实际产量将比计算值低得多。

  5采取的措施通过以上潜油电泵优化设计及功效分析得出,造成潜油电泵井产量过低的原因有以下两种――是油井的产能比较低,相对于特走规格的潜油电泵设备供液不足;二是潜油泵发生机械故障,泵部分叶导轮不工作或泵效降低,造成泵排量下降。

  针对苏丹1/2/4区南部油田所有潜油电泵井,进行重新优化设计采取以下措施:对于供液量下降的油井,采取重新设计,使用小排量潜油电泵,使地层的出液量与泵抽排量要处于平衡状态,产量、液面、油压等生产数据将趋于稳走。同时避免产量值低于泵的小排量值时,一方面会加速潜油泵的磨损,使潜油电泵机组不能正常运行,泵的效率逐渐下降,使潜油电泵井产量越来越低;另一方面由于泵磨损所引起的机械故障,将会导致潜油电泵设备发生电气故障,终使潜油电泵设备不能正常运行。

  对于供液量上升的油井,如果泵桂深度不变,加大泵的级数或提高运行频率,将液面抽至泵吸入口,油井的产量有一走的增加,或重新设计换更大排量的潜油电泵。

  对于潜油泵发生机械故障,泵部分叶导轮不工作或泵效降低,造成泵的排量下降油井,及时进行油井作业,电泵维修或更换。

  对于供液量不能满足小型号的潜油电泵时,采取油井间歇采油。

  通过采取以上4项措施,使苏丹1/2/4区南部油田产量上升了8,取得了很好的经济效益。

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