八面河油田南区采油螺杆泵适应条件分析

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)长江大学地球科学学院胜利油田清河采油厂 作者:曾庆林

  采油螺杆泵以较多优点而被油田推广采用,但其实际应用中亦存在一些不足,只有在条件适宜的情况下,才能发挥其优点。本文通过对螺杆泵的实际应用分析,总结出螺杆泵在八面河油田南区的一些较佳适应条件。

  八面河油田南区位于山东省寿光市与广饶县交界带,八面河之南,面积约156Km2 。区域内油层埋深约1100m,不同区块、不同层位原油物性差异很大,原油粘度从30~40000mPa·s均有分布。南区目前有生产油井930口,生产井中出砂井、含气井、低至高含水井、低至高液量井、直井斜井水平井均有包含,是采油螺杆泵较理想的试验场所。

1、螺杆泵优点简介

  (1)一次性投资最少。相比电动潜油泵生产节省约12万元,相比抽油机生产节省约14万元。

  (2)结构简单,维护方便。螺杆泵的驱动装置安装在油井的井口上,体积小,重量轻,占地面积小,维护费用少。

  (3)节能效果好。螺杆泵工作时负载稳定,机械损失小,泵效高,效率高。

  (4)适应性强。能用于稠油、含砂、含气井开采,能用于丛式井组、斜井和水平井开采。

2、南区螺杆泵应用情况

  采油螺杆泵在南区应用处于一个较低的水平,历年来只占开井的1%~3%。虽然螺杆泵有较多优势,但其平均检泵周期相比抽油机生产周期要短,整体计算下来,效益比不过抽油机生产,因此制约了螺杆泵的广泛应用。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)通过计算分析,在同井应用螺杆泵生产以及液量相仿的情况下,只有当检泵周期大于使用抽油机生产检泵周期的约1.3倍时(节电影响的成份较少,主要是检泵费用),效益才能比使用抽油机生产好。

  2.1、南区2012年在用螺杆泵井检泵周期

  2012年有效在用螺杆泵井共26口,其中有9口下泵后未作业不统计,17口井平均检泵周期445天(南区全井平均检泵周期720天)。

  (1)螺杆泵检泵周期与抽油机生产时对比。由抽油机生产改为螺杆泵生产其检泵周期有对比性的井11口(含3口未作业井,周期已延长),检泵周期相比有延长的井有6口,倍比大于1.3倍的井只有4口(见表1),创效井所占比率为36.4%。

表1 倍比大于1.3倍的井

八面河油田南区采油螺杆泵适应条件分析

  从表1中可以看出,这4口井日产液量均小于30m且均为直井。

  (2)检泵周期大于600天的井5口,见表2。

表2 检泵周期大于600天的井

八面河油田南区采油螺杆泵适应条件分析

  从表2中可以看出,检泵周期较长的井日产液量在30m 以内,均为直井或直井段。

  (3)检泵周期小于300天的井有7口,见表3。

表3 检泵周期小于300天的井

八面河油田南区采油螺杆泵适应条件分析

  从表3中可以看出,斜井及液量较大的井,检泵周期较短。

  2.2、南区2012年在用螺杆泵井能耗情况

  从理论上说,螺杆泵对比抽油机生产应有较好的节能潜力,因为螺杆泵生产时是一个持续均匀的运转过程,而抽油机生产时由于上下往复运动存在惯性能量损失。从实际应用情况看,节能效果并不明显。这是因为当前抽油机配用节能电机且采用节能优化参数生产,能耗已处于较低水平。

  统计抽油机井改螺杆泵井生产,在液量相仿,且装有电表的14口井进行对比得出:这14口井在抽油机生产时平均日耗电159KWh,改为螺杆泵生产后平均日耗电149KWh,平均日节电10KWh;对比有节电效果的井5口,平均日节电64KWh,对比增加耗电的井4口,平均日耗电增加47.5KWh。耗电量减少的井日产液量在30m以内,且均为直井;耗电量增加的井日产液量大于50m,且多为斜井,分析认为液量较大或井斜时,造成杆与管之间的摩擦力增加较多,导致扭矩增大,耗电增多。

3、不同条件试用情况

  3.1、大液量井试用大排量螺杆泵

  南区从2004年开始引进试用大排量螺杆泵,统计试用井8口(日产液量>60m,最大液量未超过110m),其平均检泵周期353天,平均日耗电241KWh。大排量螺杆泵失效的主要原因是泵脱、管脱,占作业总井数42.2%,其次是杆断,占作业总井数36.8%,管漏、泵漏,各占15.9%和10.5%。因大排量造成的较大扭矩使得大排量螺杆泵井管杆断脱频繁失效,且暂无有效工艺解决这类问题,制约了大排量螺杆泵的推广应用,目前只有2口大排量井生产。

  3.2、稠油井试用

  统计南区从使用螺杆泵以来,在稠油区块使用15口井,平均粘度5867mPa·s,最大粘度未超过11000mPa·s,平均液量5m,平均含水56.9%,各井检泵周期不稳定,变化较大,与粘度大小无规律对应性。大部分井均通过几次短周期失效作业后,才能正常生产,平均检泵周期530天。其中有4口井出现一次免修期长达1500天以上,但并不是每次免修期都相似,甚至很短。如M23-2井,经过5次短周期作业后,94年6月下泵,生产周期达2347天,其后生产周期均较短。而M138-5-X17井与M138-2-X12井在生产2个月时间内发生杆断失效,前者失效2次,后者失效3次后均放弃使用螺杆泵(M138-5-X17井粘度3614mPa·s;M138-2-X12井粘度6494mPa·s)。

  稠油井因其油稠低含水低液量对杆作用一个较强的束缚摩擦力,使螺杆泵易发生杆断脱、管脱失效。小排量螺杆泵作为低产稠油区块一种举升工艺,有着一定的优势,但因其检泵周期的不稳定性,对其推广应用缺乏论证基础与信心。

  3.3、出砂井试用

  螺杆泵在出砂井上应用有一定的优势,当出砂量较少时,不会造成杆卡现象。M4-4-X291井在2009年3月14日新投抽油机生产,日产液量12 m ,日产原油7.5t,含砂0.2%,生产40天后因砂杆卡失效,作业冲砂24m,在未采取防砂措施的情况,改用螺杆泵(GLBI20-36)生产,其后均未出现砂卡现象,且每次作业均冲砂大于20m,平均检泵周期199天(斜井偏磨严重)。当出砂量较多时,螺杆泵亦无法正常生产。

  M120-35-X5井抽油机生产在2012年10月25日因砂杆卡,正常时生产液量16m,油11t,作业冲砂40m,不防砂下螺杆泵做携砂采油实验,实验4次均失败,连续因砂卡泵造成杆扭脱失效,生产周期分别为5天、16天、5天、11天,每次作业冲砂均大于30m,后采取绕防防砂措施改抽油机正常生产(螺杆泵使用参数:泵型GLB200-33,泵深1040m,转速90转/分)。

4、螺杆泵优化管理

  统计2012年南区螺杆泵井检泵作业23井次,其中管漏失效井次最多,为8井次,占作业井次的35%,其次为杆断脱失效5井次,占22%。

  (1)管漏失效的主要原因是抽油杆的高速定点径向旋转磨损,可以采取设计优化与管理优化的方式,延长免修期。①在抽油杆接箍处安装扶正器;②采用大泵径低转速生产参数,减缓杆管摩损速度;③在小于原检泵周期的时间段,通过上提抽油杆约20cm改变抽油杆接箍对油管偏磨点。

  (2)杆断脱失效是螺杆泵失效的常见原因,治理杆断脱主要有以下两个方法。①采用抽油杆柱反向设计方法,即预设抽油杆杆径,根据油井生产情况计算出杆柱受力情况,确保抽油杆柱的安全性;②减少不必要停井,防止因停井造成杆柱释放扭矩反转脱扣。

5、认识

  通过应用分析,八面河油田南区采油螺杆泵较适宜的应用条件为:液量<30 m /d,粘度<5000 mPa·s,泵挂在直井段的井。通过筛选,南区目前有60多口井适宜应用螺杆泵生产。通过对螺杆泵的实际应用分析,亦得出以下认识。

  (1)斜井段使用采油螺杆泵免修期一般小于使用抽油机采油。

  (2)大液量井使用采油螺杆泵免修期一般较短,且节能效果不佳。

  (3)直井段且液量小于30m/d的井应用螺杆泵可能获得较好的节能效果。

  (4)出砂井使用采油螺杆泵有一定优势亦存在局限性。

  (5)稠油井使用采油螺杆泵存在不稳定性。

  (6)逐步提高螺杆泵工艺水平及管理水平,将进一步提升螺杆泵的适应性及效益性。

  八面河油田南区采油螺杆泵适应条件分析为真空技术网首发,转载请以链接形式标明本文首发网址。

  http://www.chvacuum.com/pumps/luoganbeng/104409.html

  与 螺杆泵 螺杆泵 相关的文章请阅读:

  螺杆泵http://www.chvacuum.com/pumps/luoganbeng/