超稠油潜油电泵尾管装置的研制与应用

杜林辉 刘玉国 刘 瑞 睢 芬 涂 东

（中国石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二厂，新疆轮台 841604）

超稠油潜油电泵尾管装置的研制与应用

杜林辉 刘玉国 刘 瑞 睢 芬 涂 东

（中国石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二厂，新疆轮台 841604）

塔河油田超稠油电泵井受掺入稀油的不稳定性、稀稠油混配效果差影响，电泵运行工况极不稳定，故障停机井次多，运行寿命低，且现有技术水平难以动用原油黏度100×104mPa·s以上、黏温拐点3 500 m以下井储量。为改善电泵运行工况，延长运行寿命及动用超稠油井储量，从改善稀稠油混配效果及确保超稠油能够顺利入泵出发，研制了电泵加装尾管装置，并进行了5井次矿场试验。试验表明：该装置能够提高稀稠油混配效果，改善电泵运行工况，动用超稠油井储量，在稠油电泵井中具有广阔的应用前景。

超稠油；潜油电泵；尾管装置；混配效果

塔河油田采油二厂缝洞型碳酸盐岩稠油油藏具有超深、超稠、高密度、高黏度、高含胶质沥青质、高含硫化氢、高矿化度的“两超五高”特点，50 ℃原油黏度在 1 500～210×104mPa·s之间，原油在地层条件下因温度高具有一定的流动性，但在沿井筒向上流动过程中，随着温度降低，原油在2 500～4 000 m失去流动性。塔河油田采油二厂在稠油开采方面主要采用掺入稀油降黏的采油工艺，这对机械举升采油提出了两个要求：一是下泵深，下深能满足稠油入泵要求；二是排量大，能满足掺稀占产对泵排量的要求［1］。与有杆泵相比较，电泵具有下泵深、排量大、混配效果好、稀稠油注采比低、调参方便的特点［2-3］，因此，潜油电泵成为了塔河油田稠油区块主要的机械举升方式。

现有稠油潜油电泵管柱结构为：导流罩+潜油电机+保护器+油气分离器+多级离心泵+变丝+Ø88.9 mm油管+双公短节+油管挂，能够满足原油黏度100×104mPa·s以下、黏温拐点3 500 m以内稠油井开发需求。但因油质稠、温度高、掺入稀油的不稳定性、含水原油乳化及稀稠油混配效果差等问题，生产中存在以下问题［4-5］：故障停机井次多，产量稀油损失大；电泵运行寿命低，平均运行寿命仅238 d，油质更稠的塔河十二区仅170 d；难以动用原油黏度100×104mPa·s以上、黏温拐点3 500 m以下井储量，为此，研制了电泵加装尾管装置。

1 超稠油潜油电泵尾管装置

1.1 结构

电泵加装尾管装置主要解决悬挂、承重及过电缆密封问题。其主体结构采用Ø177.8 mm套管制作，下部通过变径导向头连接Ø177.8 mm套管与Ø88.9 mm油管，上部通过Ø177.8 mm套管接箍及护罩接头将Ø177.8 mm套管与Ø88.9 mm油管连接，其护罩接头一侧采用中空装置用于过小扁电缆，上部采用耐高温、抗硫化氢、AFLAS材质制作的唇形密封进行密封，下部采用压紧螺钉、4组垫圈及3组AFLAS材质密封垫圈进行密封。电泵加装尾管装置见图 1、图 2、表 1。

图1 电泵加装尾管装置结构

图2 电泵加装尾管装置密封部位结构

表1 电泵加装尾管装置零部件名称、数量、材质

1.2 工作原理

将电泵机组下入尾管装置中，然后通过变径导向头在尾管装置下部连接一定数量油管，使稀稠油混配点下移，以提高稀稠油混配温度、延长混配时间，从而降低稠油黏度、提高稀稠油混配效果，最终达到改善电泵运行工况、减少故障停机、延长运行寿命以及动用超稠油井储量的目的。

1.3 技术特点

（1）结构简单，易加工，适用范围广；

（2）可以实现3 000 m以上尾管悬挂，提高稀稠油混配温度40 ℃以上，延长稀稠油混配时间2 h以上［6］，能有效提高稀稠油混配效果，降低稀油用量；

（3）在提高混配效果的基础上，对降低稠油电泵异常率、故障率及提高检泵周期有积极作用；

（4）可以动用原油黏温拐点3 500 m以下、黏度100×104mPa·s以上超稠油井储量。

1.4 技术指标

耐温：150 ℃；耐压：35 MPa；承重：100 t。

2 现场应用

2012年12月在TH12216井成功应用电泵加装尾管装置。该井因原油黏度太稠，未测成，其邻井TH12215 井 50 ℃原油黏度为 150×104mPa·s，2009年停喷后转150 m3/3 500 m电泵生产，因油稠混配效果差，生产极不稳定，仅运行35 d故障停机7次躺井，后期一直采用注水替油自喷生产。

本次设计选用150 m3/3 500 m机组，管柱结构：丝堵+筛管×10根+Ø88.9 mm油管×2 000 m+电泵加装尾管装置+潜油电机+保护器+多级离心泵+变丝+Ø88.9 mm油管×3 000 m+双公短节+油管挂，组下过程如下：（1）组下丝堵、筛管及2000 m油管；（2）拆防喷器及套管四通；（3）用下部导向头连接油管及套管，组装机组并将其下入套管中，注意在组装电泵机组时，将引接电缆穿越护罩接头部的铠装去除，并用砂纸打磨均匀；（4）重新安装套管四通及防喷器；（5）继续组下管柱完井。该井泵挂深度3 024 m，尾管深度5 135 m，于2013年1月2日开井，目前已连续稳定生产150 d。应用尾管悬挂装置前后生产情况见表2。

表2 TH12216井电泵加装尾管装置应用前后生产情况

现场应用表明：电泵加装尾管装置通过改变稀稠油混配方式、延长混配时间，切实起到提高稀稠油混配效果、改善泵运行工况、降低注采比及故障停机井次的作用。

该装置主要用于注水替油自喷生产失效井，截至2013年5月31日，已在塔河油田十二区2、4小区北部超稠油区应用5井次（TH12216井、TH12226井、TH12410CH 井、TH12425井、TH12439井），日均产油127 t/d，累计产油10 469 t。

3 结论与认识

（1）电泵加装尾管装置具有结构简单、加工方便的特点，能够有效提高稀稠油混配温度，延长混配时间，提高混配效果，进而动用原油黏度100×104mPa·s以上超稠油井储量。

（2）该装置起到了改善电泵运行工况，降低故障停机井次，延长电泵运行寿命的目的，目前已在注水替油失效自喷井应用5井次，后期将进一步在超稠油注水替油自喷井及掺稀混配效果差、频繁停躺电泵井推广应用。

（3）电泵加装尾管装置受离心泵截流及尾管长度影响，稠油上返后必须进行检泵作业，因此对施工作业及生产管理要求较高，需进一步对管柱结构、尾管长度等进行优化设计，以提高稠油上返后处理成功率。

［1］ 甘振维，邓洪军.塔河油田原油深抽工艺技术研究与应用［J］.中外能源，2010，15（5）：35-39.

［2］ 马翠岩，李瑞卿，姜继松.稠油油藏电潜泵事故分析与治理对策［J］.石油钻采工艺，2002，24（S0）：49-51.

［3］ 闫少武.塔河油田特超稠油举升设备的技术改进与应用［J］.油气田地面工程，2011，30（9）：88-89.

［4］ 赵海洋，李新勇，李平，等.塔河油田机械采油井系统效率分析［J］.中国石油和化工，2007（14）：50-52.

［5］ 王永慧，檀朝东，田旭庆，等.潜油电泵系统发热对稠油粘度的影响［J］.石油矿场机械，2011，40（8）：58-61.

［6］ 耿宏章，秦积舜，周开学，等.塔河油田稠油粘度特性试验研究［J］.西部探矿工程，2003，15（8）：75-77.

Development and application of the tail pipe device for ultra-heavy oil submersible pump

DU Linhui, LIU Yuguo, LIU Rui, SUI Fen, TU Dong
（No.2Oil Production Plant,Tahe Oilfield,Northwest Sub. Corporation,SINOPEC,Luntai841604,China）

Affected by the instability of mixed light oil and the poor mixing effect of thin and heavy oil, the ultra-heavy oil electric submersible pump in Tahe oilfield was characterized by extremely unstable operation condition, more fault shutdown times, low running life and difficult to develop the well reserves by the current technical level, which oil viscosity is more than 100 × 104mPa·s and viscosity-temperature inflection point is deeper than 3 500 m. In order to improve the pump operating condition, extend the running life and increase the reserves of ultra-heavy oil produced by mechanical lifting. From the aspects of improving the dilute heavy oil mixing effects and ensuring super heavy oil could smoothly enter into the pump, a pump installed tail pipe device was developed, and was applied in five wells in field. The results show that: the device is able to enhance dilute heavy oil mixing effects, improve the pump operating condition and produce ultra-heavy oil reserves. The pump has broad application prospects in the heavy oil wells.

ultra-heavy oil; electric submersible pump; tail pipe device; mixing effect

杜林辉，刘玉国，刘瑞，等.超稠油潜油电泵尾管装置的研制与应用 ［J］. 石油钻采工艺，2013，35（4）：103-105.

TE931+.2

：B

1000–7393（2013） 04–0103–03

杜林辉，1984年生。2006年毕业于成都理工大学资源勘查专业。现从事采油工艺研究及电泵管理工作。电话：18997866918。E-mail：271372180@qq.com。

2013-05-02）

〔编辑 景 暖〕