超深井举升工艺存在问题分析及技术进展知识讲解.doc

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1、超深井举升工艺存在问题分析及技术进展超深井举升工艺存在问题分析及技术进展徐建礼张雷刘丙生（胜利油田分公司采油工艺研究院）摘要：塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏具有超深、缝洞发育等特点，由于注水困难，后期开采方式将以追踪液面深抽为主。本文综合分析了深抽的技术难点，提出了防气、锚定、减小偏磨等具体解决措施。对于超深液面油井，建议采用有杆泵－电泵复合举升工艺。关键词：深抽油气分离气油管锚定长冲程复合举升随着开发的不断深入，油层能量逐渐降低，低液面油井不断增多。特别是以塔河油田奥陶系碳酸岩储层为代表的西部油藏具有超深、高气油比、缝洞型地层等特征，油井深度500

2、0米以上。随着油藏的开发，地层能量逐渐降低，由于塔河油田特殊的地层条件和西达里亚等外围油田特定的社会环境，目前还没进行正规的注水开发。由于地层能量没能及时得到补充，地层压力不断下降，将有越来越多的油井表现为深泵挂、低液面、低产能。进行深抽是塔河油田后期提液的主要手段。一、超深井举升技术现状及存在的问题深抽的目的是为了放大生产压差，强化开采，进一步挖掘油藏的生产潜力，以保证油田的持续稳定生产。从国内外的综合分析来看，其主要手段以有杆泵、电潜泵为主。特别是塔河油田全部采用了H级超高强度抽油杆，抽油机基本上是14型大抽油机，这些都为深抽创造了有利条件。

3、目前最大下泵深度已超过3000m，居国内领先地位。近年来，由于潜油电泵制造质量的提高，电缆的耐温等级、电泵机组整体技术可靠性都有了较大改善，大功率电机的推出，使机组有效扬程可高达3000米以上，平均无故障连续运转时间长达1年半以上。高扬程潜油电泵越来越多地应用于深抽井中。深井举升存在的难点问题主要有以下几方面。1、深井举升面临的首要问题是液面低造成原油脱气，将严重影响举升泵的效率。当井筒压力低于气体溶于液体的饱和压力时，溶解于井液中的气体将分离出来，对举升设备将产生很大的影响。对于抽油泵来说，通常以两种方式影响泵的排量。首先在下死点开始上冲程时，

4、由于泵筒内有气体，抽汲时泵筒压力下降缓慢，固定阀不能及时打开，减少了泵的有效冲程。同时造成在吸入过程中气体伴随液体进入泵内，降低了每一冲程的产液量。其次，由于泵腔内含气，下冲程时泵腔内压力上升缓慢，游动阀不能及时打开，降低了排油时间。当气体影响极端严重时，会造成泵腔内气体往复膨胀、压缩。上行程泵腔压力始终大于泵吸入口压力，下行程泵腔压力始终小于液柱压力，固定阀和游动阀均无法开启，形成气锁。气体对离心泵的影响更大。根据离心泵的工作特点，在工作介质为气液两相的情况下，泵的排量、压头和效率都会明显下降。离心泵叶轮在工作时，当气体分离后，在叶轮和导壳中产

5、生涡流。这些气泡一方面占据了流道体积，使液体排量减少。另一方面，气体使混合液密度降低，离心力减小，从而降低了泵的扬程。严重时会造成气锁排不出液体，并产生气蚀现象，损坏叶轮和导轮。2、深抽大负荷引起杆管失稳偏磨失稳弯曲是造成管杆偏磨的主要原因。在上冲程过程中，杆柱每一点的合力都是向上的，杆柱被拉直，不会发生偏磨现象。中合点(即合力为零的点)以下油管受力如下：上部油管在井液中的重力形成的向下的压力，下部油管在液体中的重力以及管内介质对油管和活塞泵筒向上的摩擦力。在上述力的作用下，下部油管发生摆动与抽油杆接箍产生偏磨。。在下冲程过程中，油管每一点的合力

6、都是向下的，油管被拉直，不会发生偏磨现象。杆柱下冲程时各点受力比较复杂，而且处于变化中，下冲程运动开始时，还受到杆柱向上的惯性力的作用。下部杆柱在压力作用下完成下冲程，容易弯曲变形，发生偏磨现象。由于杆柱的塑性较强，上部的重力不会很快对下部形成压力，而下部杆柱在上冲程的惯性力作用下还在向上运动，大大增加了中下部杆柱的弯曲程度，杆柱发生弯曲的这种现象，称为失稳。杆柱失稳是偏磨的主要原因。由于偏磨，使抽油杆强度变低，加之交变载荷的影响，抽油杆容易疲劳。因此，底部抽油杆出现断脱的情况较多。3、深抽冲程损失明显加大有杆泵在抽油过程中,油管承受交变载荷,上

7、冲程油管因卸载而缩短,下冲程油管因受载而伸长,这不仅会增加光杆冲程损失,而且将造成油管弯曲、偏磨,从而影响了管柱寿命。对于直井,如果不进行锚定,则冲程损失为式中,λ为冲程损失,m;ρ1为液体密度,kg/m3;fp、ft为活塞、油管金属截面积,m2;L为抽油杆柱总长度,m;E为钢的弹性模数,2.06×1011Pa;η为影响泵效,%;S为光杆冲程,m。在以下参数情况下生产:1600m泵挂、44mm泵、冲程为5m、冲次为3次、73mm油管、井液密度为0.9g/cm3,因管柱伸缩可造成的冲程损失在0.14m,泵效降低2.8个百分点,而且泵挂越深,影响越大

8、。　表1不同泵深的冲程损失泵挂深度/m1600180020002200240026002800冲程损失/m0.140.180.220.2