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1、塔河油田稠油井电泵开采技术 摘要:稠油是塔河油田油藏的最大特性,目前塔河油田的机械采油工艺以有杆泵采油工艺和电动潜油离心泵采油工艺为主,其中电泵采油工艺以其深抽、大排量、管理方便等特点成为越来越为重要的机采工艺和发展方向。 该文从粘度对离心泵特性影响的研究开始,系统地提出了提出了稠油井电泵开采技术:一是提出了对电泵本身进行技术改造措施,二是研究并提出了相关配套工艺,三是对电泵深抽(3500m-4200m)提出了相应技术改进的研究。对于丰富和提高塔河油田的稠油开采工艺都有很重要的必要性。 关键词:塔河油田;稠油;电泵;本
2、身结构;配套工艺;深抽 第1章稠油对潜油电泵影响 1.稠油对潜油电泵影响 粘度的影响主要表现为:离心泵的性能下降;潜油电机启动困难;管线粘滞阻力急剧增加。潜油电泵在开机时,启动电流是额定电流值的3-7倍。由于开机时井液较正常生产过程中时的井温要低,稠油井原油粘度相对更大,机组所需要的启动转矩相对更大。在全压起动时,由于加速度的加大,很容易造成电机轴发生扭断现象。配备电机功率时,除按校正后的离心泵性能指标和油管摩阻匹配电机外,在全压起动时,要额外增加一定的电机功率余量,避免启动不起来或者轴发生扭断现象。因此受稠油
3、粘度的影响,较常规油井,稠油井选择潜油电泵机组的主要区别在于:(1)离心泵的性能指标,包括输送稠油时的流量、需要配备的离心泵级数。(2)潜油电机功率。 2.稠油垂直管流摩擦阻力计算 根据流体力学知,石油以及与水形成的乳化液属于非牛顿流体,流动性表现为极差,如油脂、油漆、牙膏、泥浆等。剪应力和剪切变形速率之间不满足线性关系。所引起的粘滞阻力损失远远大于牛顿型流体。另外,从油层开始,贯穿于原油的采集过程之中。在离心泵的强烈搅拌作用下,形成Pa以上,可满足最大扬程4500米设计井深,表面粗糙度达到1.6,其泵效及精度能满足高稠
4、油状态。 6、叶导轮表面为高强度耐磨不沾涂层 叶导轮表面为高强度耐磨不沾涂层,不沾涂层可进一步降低粘度大的流体附着性,高强度耐磨不沾涂层保证其使用寿命,同时对防垢、抗腐蚀有较好适应性。 7、硬质塑性轴承和双止推垫片设计 通过在离心泵中每隔一定级数安装一副内镶硬质合金的防砂导壳与硬质合金轴套,形成高硬度、高耐磨的摩擦副结构,采用双止推垫片结构,可有效地改进泵内的径向磨损和轴向磨损。同时泵上、下接头内也安装硬质合金的耐磨轴承副,达到上、下轴头的扶正,保证潜油电泵的可靠运行;另外油气分离器内的扶正部位也都采用硬质合金材
5、料的防砂摩擦副。 8、采用双级沉降式保护器,保证稠油状态下的呼吸补偿 沉降式保护器,保证稠油状态下的呼吸补偿,双级配置可有效提高使用寿命。 第3章、电泵抽稠配套工艺技术 1、机械超声波防垢降粘装置 电泵井声波防垢降粘装置为机械式声波发生装置,主要由底座、叶轮、导轮、声波发生盘、轴、头部组成,底座与分离器联接,头部与泵联接,作为独立的一部分,无需改变潜油电泵机组各部分的设计。 流体经声波发生装置,通过叶导轮将流体加速后到达多孔声波发生盘,转子盘在分离器轴的带动下高速旋转,与定子盘产生相对运动,转子盘及定子盘
6、上相对的每一个孔飞快地互相重合或不重合,从而在流体介质中产生脉冲振动,由此产生一定频率和强度的声波。当井液接近声波发生盘的斜孔时,其液体分子会产生周期性的相对运动,导致流体加速向声源流动,流体通过发生盘时,声波对流体中的胶质、蜡质分子进行剪切,而沿管道金属表面传播的声波引起盐垢微粒与金属表面之间发生振动破碎作用,声波在金属和流体中传播时的相速差阻碍了盐垢和蜡的形成,从而使流体在进入离心泵之前达到进行防垢降粘处理的效果。 2、电机底端取电的电泵井下电加热装置 降粘最好的方法是加热,目前成熟可靠的电泵井下电加热装置,在潜油电
7、机底端从电机的星点取电,而无需单独的供电线路(从电机-大扁电缆取电),对井液进一步加温降粘。 电泵井下电加热装置采用了电阻器加热机理,目的是配合潜油电泵开采300～2000mPa.s的低稠油,井下加热器装置与潜油电机的电源来自一条电缆。其核心部分——电热膜加热管通电发热,加热流经该装置的井液,实现井液降粘防结蜡的目的。 井下电加热装置与专用单节电机配套,在电机底部联结加热装置,两者并联工作。电加热器电源来自电缆引线与电磁线联接处,三相线分别从定子冲片的假线孔中直接穿过直到电机底部。其核心部分——电热膜加热管通电发热,加热
8、流经该装置的井液,实现井液降粘工作原理:是靠电流流过电阻后,电阻产生欧姆热加热介质,这也是目前技术较成熟、应用最广的电加热方式。对不同的油井井液粘度、温度、排量等井况,选用潜油电泵机组配套的电加热装置,有关设计计算主要是电加热器的放热、温升计算,即电加热器的功率计算。 3、7"及以上套管
