单井双泵独立开发系统的现场应用

宗志臣（大庆油田装备制造集团力神泵业有限公司）

1 单井双泵独立开发的原理

首先通过封隔器将上部产层和下部产层分开，避免上下产层互相影响；其次通过电潜泵密封护罩将下部电泵系统密封，并通过短接与下部产层联通；通过Y-tool(旁通工具)连接两套电潜泵，将上部和下部产层的产出液共同举升至地面。上部产层产液直接进入环空，通过Y-tool 侧管连接的电泵、加压泵入生产油管中。通过封隔器和泵机组密封罩的作用，上下产层产出液在经过电泵机组加压前无法接触，不会产生相互影响[1-2]。

2 实例分析

以中石油非洲某区块06 井为例，这口井有两个主要产层，分别是处于1 218～1 238 m的Arab-F，以及处于1 367～1 378 m的Ben-3A和3B。06井两个油层的参数如表1所示。

由于上部产层含水高、压力大，对下部产层产生了明显的抑制作用。共同开发的情况如下：单井产液为1 600 bbl，产油只有260 bbl，没有体现出下层55%含水率的产油优势。尝试通过加深泵挂减少上下层之间的影响，但上层压力过大不但没有解决问题，反而由于电动机冷却问题而频繁停机。如果封堵上部产层，仅开发下部产层，将损失上部产层每天200 bbl 以上的原油产量。从经济效益来说，上下产层同时开发，又不增加新钻井成本是最优选项。为此，决定对此井安装双电泵独立开发系统，进行上下两个产层的封隔、独立开发，避免相互影响[1-2]。

表1 06井两个油层的参数

3 电泵设计

通过分割器使上下两个产层独立，其产油指数和产层压力不再相互影响，可以根据对应产层数据进行设备选配。基于产层的压力、产油指数等信息，通过选泵软件分别进行选泵设计。上部产层、下部产层的机组规格见表2、表3所示。

表2 上部产层的机组规格

表3 下部产层的机组规格

4 完井及施工重点

所需设备主要有井下封隔器、下部泵密封护罩、下部生产机组、上部生产机组、旁通工具、电缆、双穿越井口，以及井下电缆扶正器等。

1）在井下1 300 m处安装封隔器，封隔上下产层，隔绝高压产层和低压产层之间的影响。座封质量对后期安装产生巨大影响，座封后需要进行压力测试[5]。

2）安装机组密封罩，确保下部生产机组只与下部产层连通，不受上部产层影响。头部的动力电缆穿越是技术关键，要同时实现密封、绝缘、传导等几项功能。

3）旁通工具安装部分与双泵相连，通过调整上部生产机组与鞍型总承的滑动串量，来实现双泵系统与交叉头的对接。

4）安装双电缆扶正器，避免电缆移位对油管进行缠绕，确保双电缆位置固定。

5 投产数据

上部生产机组：频率40 Hz，运行电流30 A，运行电压1 120 V，泵出口压力2 355 psi，产量1 217 bbl/d；下部生产机组：频率47 Hz，运行电流28 A，运行电压1 310 V，泵出口压力2 298 psi，产量895 bbl/d。

由投产数据可知，即便在较低的运行频率下，分层开采后由于避免了层间影响，总的产油量提升到585 bbl/d。相较之前多层共同开发的情况，日增产原油225 bbl；而且，随着上调频率还可进一步增产，单井双泵分层开发技术对单井增产挖潜效果是非常可观的。

6 结论

通过该系统的现场应用进一步完善了施工工艺，确认了单井双电泵分层独立开采的可行性和稳定性。为应对油田开发后期，避免不同产层间相互影响，提高单井采收能力提供了新的选择。主要意义如下：

1）对单井进行分层开发，节省了钻井分层开发的钻井费用和钻井时间，降低了能源消耗，同时也减少了环境污染。

2）应用双电泵系统独立开发不同产层，避免了高压产层对低压产层或者高含水产层对低含水产层的产能抑制，增加了单井产量，提升了单井效益，安装井产量增加86%[6]。

3）两套系统互不影响，可以同时开发也可以单独开发，单井开发更灵活。