ＨＺＹ３６－２油田电潜泵的工况分析与优化设计研究

针对ＨＺＹ３６－２油田电潜泵应用过程中存在的优化配套问题,通过应用ＰＥＯｆｆｉｃｅ软件的ＦｉｅｌｄＡｓｓｉｓ模块快速掌握油井的生产状态,发现潜力井和故障井,为生产优化设计提供目标。ＰｒｏｄＤｅｓｉｇｎ模块可以进行流体 ＰＶＴ、井筒多相管流和油井流入动态的建模和拟合,通过节点分析和优化设计,确定要求产量下泵的扬程和电机功率,挑选出合适的电潜泵,从而使ＨＺＹ３６－２油田优化设计后的１１口电泵井均落在工况合理区。这对于提高电潜泵系统效率,延长检泵周期有着非常积极的意义。     

电潜泵工况仪参数应用实践

电潜泵井动态分析和故障诊断是电潜泵井管理的重要环节,结合电流卡片、生产动态、井史等资料进行工况分析的常规手段往往不确定因素较多。电潜泵井通过安装井下工况仪,可以实现电潜泵机组运行参数的实时记录,为动态分析和故障诊断提供更多、更直接的数据,从而全面准确地进行工况分析,判断故障原因,挖掘油井潜力。通过对电潜泵工况仪记录参数进行深入分析,并根据参数变化所表现出的特征绘制成示意图,对电潜泵井的故障类型进行了分析总结。现场应用表明,该分析方法具有推广应用价值。     

海上油田电潜泵工况远程监控系统设计

海上油田90%以上的油井采用电潜泵开采,单井日产量较大,日常生产管理对油井的生产时效性要求较高,一但电潜泵出现运行故障,将导致严重的产量损失。针对该问题,设计了1套海上油田电潜泵工况远程监控系统。介绍了该远程监控系统的架构、硬件及软件、数据采集及网络通信设计,客户端监控功能、监控界面。该远程监控系统实现了对机采井电潜泵及井下泵工况的实时采集、监控和分析,有效降低了电潜泵故障率,同时也提高了油田生产效率。     

电潜泵加深泵挂设计与分析

针对高含气电潜泵井生产存在的气锁问题,根据合理生产流压,采用对比分析的方法,建立了2500和3000m2种泵挂深度的计算模型。分别在2种泵挂深度下就气体对电潜泵的影响进行了精确的计算并做了深入的分析。模型计算表明,在现有油藏条件下电潜泵井加深泵挂工艺是完全可行的,该工艺方案可以作为本油田其他油井电潜泵生产和分析的理论依据。     

电潜泵机组选井选泵相关问题的初步探讨

在电潜泵机组的实际选井选泵过程中 ,某些认识有可能忽视一些重要的应用条件 ,导致选择结果不利于电潜泵机组的合理、稳定、可靠地工作。为此 ,初步探讨了油井产能分析与预测问题、机组选型优化与配套问题、油井高温问题、油井含砂含气问题、机组变频变速问题以及电潜泵抽油井系统效率问题。指出电潜泵选井选泵工作是确保电潜泵抽油井高效生产 ,机组处于最佳运行状态的重要前提     

单电潜泵井下油水分离系统设计及现场试验

介绍了单电潜泵井下油水分离系统的结构组成、工作原理及能量分配原理,电潜泵、潜油电机及水力旋流器参数设计方法。建立了井下工况诊断模型,提出一种工况诊断方法,并运用该方法对不同井口油嘴内径条件下对S4井的井下工况进行了诊断。现场试验表明:随着井口油嘴内径的变大,井下注入量变小,分流比变大,地面含水率变大;生产层与S4井注入层相连通的油井,产油量和泵效基本都变大,含水率减小;生产层与S4井生产层相连通的油井,产油量和泵效都提高,含水率减小。该模型可以有效的诊断井下工况。     

电潜泵采油系统效率优化设计

为了降低彩南油田潜油电潜泵采油井的耗电量,提高其系统效率,文章以电潜泵井各部分功率损失与系统效率的关系为基础,从电潜泵井产液量、动液面、配套电机功率、电泵扬程、下泵深度等参数入手,编制了电潜泵工况分析及优化设计软件,并应用该软件对彩南油田21口电潜泵井耗电量高、系统效率低的问题进行了原因分析,且对21口井重新进行优化设计。通过优化后的效果分析,系统效率提高了20.01%,吨液耗电降低了6.67 k W·h,年节约电费262.41万元。     

井下油水分离系统优化设计

用倒置的电潜泵配合水力旋流分离器进行生产时，要使油井高效、稳定地生产，就必须在生产系统设计时保证电潜泵和旋流分离器及地层的供液能力相协调。针对油田进入高含水期所暴露出的问题，提出了井下油水分离技术，从油水分离系统的压力和流量协调关系入手，采用节点分析方法对电潜泵生产系统进行优化设计，并以桩西油田桩113-6井为例进行了实例设计。分析与计算表明，各参数选取合适，能够达到油田生产的要求，是一种较为合理的设计方案。     

电潜泵气液两相流工况水力增压性能预测模型

电潜泵自20世纪以来广泛应用于海上和非常规油气田,来提高油井的生产效率,是一种革命性的油田生产方法,主要适用于自然压力和能量不足的井。潜水离心泵最初是用于抽取矿井中积水而开发的。阿迈斯·阿鲁图诺夫开发了第一台用于油井生产的电潜泵。此后电潜泵逐渐在石油行业中广为人知并流行起来。然而,电潜泵对流动条件非常敏感,为了提高其耐受性、效率、可靠性以及适应恶劣和复杂的井下流动条件,电潜泵经历了许多重大的技术改进。目前电潜泵通常由电动机、密封和一系列离心泵级组成,非常适合于高产的深井和偏斜井中,也常用于非常规井,如页岩油井。因此,电潜泵的耐气性、粘度影响以及长期开采能力已经引起了重大关注。由于其内部流动规律复杂,两相混输风险高,高粘/气液两相流工况下耐受极限和长效开采能力受限,严重制约了电潜泵在深水和非常规油气田安全高效开采中的运用。本文基于欧拉方程,利用最佳流速概念推导回流、摩擦和泄漏等损失,提出了适用于井下旋转电潜泵复杂工况下增压性能预测的理论模型。针对气液两相流动,该模型基于离心场中两相的力学分析,建立旋转叶轮内部体含气率模型,并根据流型选择曳力系数,计算两相滑移效应,修正混合相密度,进而提升...     

海上电潜泵井提频增产可行性分析方法研究与应用

电潜泵采油是目前海上最主要的采油举升方式,电潜泵井提频提液做为一种增产措施,对油井有重要应用意义。电潜泵井能否进行提频生产以及通过提频能否达到提液增产的效果,需要进行提频可行性分析以及提频增产效果预测。以WCB5井检泵作业后提频生产可行性分析为例,从油层提频潜力、机组提频潜力、机采地面设备提频潜力等方面介绍了电潜泵井提频可行性的分析方法,以及提频增产效果的预测方法。近年来利用该方法进行提频可行性分析34井次,其中26井次成功实现提频增产,累计日增油603 m~3,取得了良好的应用效果。     

抽油机井提效管理方法与实践

抽油机井管理过程中,一般根据泵效、动液面、系统效率等数据判断单井运行状态,从而确定措施潜力井。泵效低、液面高、系统效率低的问题井极易被发现,泵效、系统效率相对较高的正常生产井往往容易被忽视,但通过分析高效井的运行情况,其中部分井仍然具有参数整体优化空间。但是整体优化过程中应考虑成本问题,才能保障措施效益,因此,参数整体优化工作需要紧密结合检泵时机。从地面参数大地下参数小潜力井挖潜发现,实施调大泵径降低冲次后,再结合实际生产实施连抽或间抽管理,在产量基本不变的情况下,单井效益有明显提升,从管理方面达到了提效的目的。     

机理仿真与数据驱动融合的电泵举升故障诊断预警理论研究进展

在复杂、不确定、非结构化的油藏环境中，潜油电泵举升井的工况诊断预警优化决策成为智能油井研究的热点与难点问题之一。阐述了机理仿真、数据驱动、专家系统、机理仿真与数据驱动融合等技术在电泵举升故障诊断预警领域的研究与应用进展，探讨并展望未来电泵举升故障诊断预警技术的发展方向与重点。综述研究表明:建立客观准确的反映电泵运行动态工况特性的机理模型和快速精确求解极具挑战性，基于数据驱动诊断模型未必能完整描述电泵生产系统工况的真实映射关系，电泵生产故障诊断推理机理及专家系统的自学习能力有待加强。提出基于机理仿真与数据分析方法相融合的数字孪生技术必然成为研究复杂电泵抽油生产系统故障诊断预警的核心技术。     

潜油电泵合理选配工艺研究

根据潜油电泵特性,分析了不合理选井、选泵对生产和能耗的影响。实际应用情况表明,运行在低排量效率区的潜油电泵占的比例较大,严重影响了油井产量;运行在高排量效率区的潜油电泵虽然占的比例较小,但是能耗损失较大。对于低排量效率油井,应以提高潜油电泵的适应性来提高排量效率,列举了宽流道混流泵在聚合物驱油井的使用情况。对于高排量效率井,应合理选择泵型,保证泵在高效区内工作,从而降低能耗。采用变频技术,可有效增宽泵的高效区,有利于节能降耗,并可保证泵的举升扬程。频率升高,泵的负载功率比电机的输出功率增加得快,对于电机功率余量较小的工频机组,直接采用变频器只可降频调参。     

电潜泵井系统效率的仿真模型

建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键,鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性,结合电潜泵井多相流动生产实际,建立了有效功率多相流计算模型,主要内容为:(1)考虑了井液中气体和液体黏度的影响,结合沉没压力和排出压力计算多相流模型,建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型;(2)在多相管路特性研究的基础上,对行业标准推荐的有效功率计算模型进行改进,得到有效功率多相流计算模型;(3)建立了系统输入功率和系统效率仿真模型,并对有效功率和系统效率影响因素进行了敏感性分析。该项研究结果为电潜泵系统优化运行奠定了理论基础。     

抗稠油电潜泵工艺技术与应用

运用电潜泵采油原理 ,分析了塔河油田稠油中胶质沥青及其形成摩擦阻力对电潜泵运转的影响。通过改进潜油电动机耐温等级 ,采用沉降式和胶囊式组合的复合式平衡装置 ,以及优化设计离心泵 ,克服了稠油对电潜泵机组运转过程的影响。结果表明 ,该技术的应用可有效解决稠油入泵困难、流动阻力大、泵效低等问题 ,实现稠油井的正常稳定生产 ,同时该工艺技术还具有管理方便、效率高、节约能源等特点 ,应用前景广阔。     

带护罩电动潜油泵机组的研究与应用

带护罩电动潜油泵机组的护罩是电潜泵应用工艺中保护潜油电动机正常运移的一种装置。它将离心泵吸入口、电动机保护器和潜油电动机罩于其内,迫使油井液和井口注入液从护罩下端流经潜油电动机进入离心泵吸入口,有利于冷却潜油电动机并降低原油粘度,从而提高电潜泵机组的运转寿命。试验证明：（１）带护罩电潜泵机组配合地面掺水工艺,可以在日产液量小于３０ｍ３、原油粘度达１０００ｍＰａ·ｓ的低产稠油井中应用;（２）将该泵组下到生产层位以下,可在气液比为 ４００ｍ３／ｔ的井中连续正常运转;（３）可在大直径套管井中成功运转;（４）下入地面单层套管口袋井中,可对低压来水实施无泄漏增压注水。     

论胜坨油田有杆泵井的工况优化

文章通过对胜坨油田几年来有杆泵井工况优化实践的总结,提出了工况优化必须以油井流入能力与排出能力相协调为原则。现场工况管理中,使用工况管理图时,应对不同区域的井(临界区、供液不足区、潜力区及优化合理区)进行妥善处理;系统工况优化要做好与注采关系、油层结构、原油物性、油井技术状况及油井诊断资料相结合;应处理好泵效与免修期、泵效与单井产油量、生产参数与免修期的关系。文中还建立了工况优化的数学模型,阐明了系统优化的重要性和必要性。     

基于井口憋压分析的电泵井工况诊断

电泵井的电流卡片无法有效判断电泵或管柱漏失、泵举升能力下降、泵效低等故障,针对此问题,提出了电泵井井口憋压（不停泵关闭井口）诊断流程及方法。通过分析憋压前井筒中气液流动状态,结合电泵特性曲线和油井流入动态曲线,建立了理论憋压曲线模型,并且确定了曲线特征参数的提取方法,通过与实测憋压曲线特征参数的对比来判断故障类型。现场应用表明该方法可以成为电泵井工况综合诊断分析的有效手段。     

双电潜泵井封隔式Y-tool工具研究与应用

针对海上油田双电潜泵井出现的电潜泵单流阀漏失导致流体内循环无效做功的问题,研制了一种新型封隔式Y-tool工具。该Y-tool工具设计了封隔套和封隔套锁紧机构,可防止井内流体无效内循环,保证电潜泵井的正常生产,减少因电潜泵单流阀漏失而造成的修井作业。现场已累计应用15井次,措施有效率为100%,有效提高了油井生产时率,节省作业费。该技术可促进海上油田双电潜泵采油技术的推广应用,具有良好的经济效益和社会效益。     

SCYB型小排量实心柱塞抽油泵

针对用于低产能油井的常规抽油泵排量都比较大,供采不平衡,抽油泵利用率低,导致有杆泵系统的效率低、能耗大的问题,研制了SCYB型小排量实心柱塞抽油泵。该抽油泵采用实心结构,改变了油流通道,液体不从柱塞内流动,而是通过双通流道举升到杆管环空,柱塞直径可以做得很小,满足小泵深抽的要求。出油阀组和进油阀组固定在泵的下端,使其阀球直径不受泵直径的限制,可增大阀球直径,加大进油流道。此外,阀球质量增加,工作灵活,增加了抽油泵的可靠性。现场应用100余井次,该抽油泵比常规抽油泵泵效平均提高15%以上,检泵周期超过1a。