海上平台电潜泵井换大泵方案设计与优化

张笑龙

摘   要：原油是现代工业的“血液”，做好原油的勘探与开采将有助于保障我国经济的健康稳定发展。海上油田勘探和开采周期都较长，且成本较高。在海上油田的开采中除了需要积极开拓新油田外还需要做好老油田的“潜力”挖掘。电潜泵井换大泵是老油井提产稳产的有效举措，新时期需要针对海上油田中众多的老油井所存在的问题积极做好电潜泵井换大泵的设计优化，保障原油产量。

关键词：海上平台  电潜泵  换泵

中图分类号：TE355                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0046-02

海上油田经过多年的开采已经进入到了开采的末期，开采的效率和开采的质量都大受影响，为解决这一问题可以在海上平台中应用电潜泵井换大泵的技术，此举能够有效的提升老油井的开采效率和开采量。在应用上述技术时需要对大电潜泵应用时所面临的老油田复杂的提升液情况引起足够的重视，通过在设计阶段进行合理的优化克服困难，实现电潜泵的安全、高效的使用。

1  电潜泵组排量的计算

为确保电潜泵井换大泵能够取得良好的效果需要对电潜泵组的排量进行精确的计算。在确定电潜泵组排量上可以按照以下的步骤进行：（1）可以使用广义IPR曲线法，该方法是基于Vogel方程所完成的，利用上述方程能够完成电潜泵组的油气水三相的产能分析与预测。（2）海上油田为了在单位时间内获得最大的开采量在开采方式上主要以多层合采为主，一般来说，相邻油层如若其内部所含有的油层物性相差不大的情况下相邻油层之间并未有明显的压力差，在这一情况下采用多层合采的开采方式将能够使得油层获得最大的开发效率。需要注意的是多层合采井的IPR曲线与分层油井的IPR曲线相重合。在电潜泵排量参数的选择上需要结合井下油层的分布情况合理的进行计算和确定。（3）如若未能确定油井的饱和压力，在电潜泵排量参数的确定上需要将油井产液梁、水气比、油气比等参数进行综合性的考虑。并在确定相关参数时与历史数据进行对比并使用加权系数进行相应的修正。（4）在确定电潜泵机组排量上还需要综合油井在一段周期内的实际产量和在这一时期内油井采油指数曲线的变化进行综合性的确定，通过对油田产量进行模拟分析综合确定出老油田在电潜泵机组改变后所能达到的油田产能。

2  电潜泵机组设计优化

2.1 电潜泵机组优化设计所遵循的原则

在电潜泵机组的优化设计上需要遵循以下几方面的原则：（1）电潜泵机组泵型的合理化选取。在综合考虑到老油田今后3年内开采过程中供液能力变化的基础上确保所选电潜泵机组泵型能够在最高效率点附近工作，以便改造后的电潜泵机组能够提供所需提取液。（2）电潜泵机组设计时需要确保电潜泵机组额定排量与老油田油藏配产参数之间的平衡。（3）电潜泵机组在满足计算所需举升液体的需求，同時还需要具有足够的冗余能力，电潜泵机3相关参数的确定其内部需要囊括一定的提频空间。（4）合理的确定电潜泵机组的相关配件（线缆的规格、管柱的尺寸等），上述配件的参数都会对电潜泵机组的使用产生直接的影响，合理的确定相关参数将有助于提升电潜泵机组的使用效率和使用效果。

2.2 电潜泵机组工作参数的确定

在海上老油田应用电潜泵换大泵技术时，为保障电潜泵机组能够发挥出良好的功效，需要电潜泵在设计选型上确保电潜泵更换后的电潜泵能够工作在高效区域，为实现这一目标需要结合电潜泵的特性曲线来进行选取。通过分析电潜泵特性曲线，可以获知电潜泵的最高效工作区域，结合特性曲线中的推荐工况区的范围完成对于电潜泵边界扬程、泵排量、轴功率等相关参数的计算。

除了就电潜泵主要参数进行计算确定外，还需要做好电潜泵相关附件的选型设计。电潜泵所使用的电缆是电潜泵优化设计中所需要重视的一个方面。在电缆选型设计上需要综合考虑到电潜泵的功率以及电缆的阻值、通过的电流和电缆上所产生的压降等，一般来说，电潜泵所使用的电缆压降如能控制在5%以内就能够符合电潜泵的使用要求。电潜泵在使用的过程中必须要有足够的沉没度才能够发挥出应有的作用，如电潜泵未能沉没到足够的深度在电潜泵的吸入口将无法达到电潜泵正常工作所需要的流压，从而造成电潜泵在工作的过程中将因供液问题而欠载停机。在电潜泵的选型过程中需要结合老油田的使用条件合理的就电潜泵的沉没度进行选取，一般来说将电潜泵的沉没度控制在200m以上较为合适。狗腿度是电潜泵在斜井或是定向井中应用时所需要考虑的一项重要参数，电潜泵在使用的过程中将受到狗腿度的重要影响，因此在电潜泵的设计优化时需要结合电潜泵的应用条件进行综合性的选取，最优来说为确保电潜泵能够获得良好的使用寿命需要将电潜泵运行时的狗腿度控制在1°/30m的范围内，以期使得电潜泵获得良好的使用寿命。电潜泵在井下工作的环境较为复杂，在电潜泵的设计优化中还需要考虑到井下复杂的工况条件。比如说井下泥砂含量超标、结蜡、腐蚀性偏高、结垢等。针对不同的情况需要选择最优化设计，如含砂量过高则应当选择具有一定防砂能力的电潜泵，如油井含砂量超过500g/m3，则需要选用防砂电潜泵，并依据井下含砂量的具体数据选择不同防砂等级的电潜泵。对于结蜡油井，在修井下放入电潜泵前需要对电潜泵进行刮蜡和防结蜡处理，用以确保电潜泵能够发挥出良好的效果。同样的在油垢油井中也需要采用具有防垢能力的电潜泵。

2.3 电潜泵其他配套设备的选取

对于电潜泵所使用油管的选取需要考虑以下两个方面：（1）首先是电潜泵所使用的油管需要具有良好的通过效果，选用大尺寸的油管能够有效的减少提升液在流动过程中所产生的摩擦力，降低了电潜泵单位提升液的功耗，降低了电潜泵在扬程和电机功率方面的损失，从而降低了电潜泵的使用成本。（2）电潜泵所使用的油管需要具有良好的耐腐蚀性，电潜泵运行过程中将会最大限度的提升提液的流动量，提升液在高流速下将会对电潜泵所使用油管产生较大的冲蚀，从而影响油管的使用寿命。通过实验和现场实际表明如将电潜泵的冲蚀流速控制在1以内油管将具有良好的冲蚀能力，因此在选择油管时可以选择较大管径的油管，将油管内流体的冲蚀流速控制在1以内。

在电潜泵的设计优化中除了考虑上述因素外还需要对电潜泵所配套的地面设备进行优化选取。电潜泵地面配套设备主要集中在变压器和变频器两个方面。在变压器选取方面，地面所使用的变压器容量需要超过电潜泵额定电机功率的1.25以上。上述变压器容量仅仅是理论数值，在计算变压器容量时还需要考虑到变压器的安全冗余量，一般来说，在对变压器进行安全冗余计算时多选用1.5作为安全冗余系数，只有如此才能够确保所选用的电潜泵能够具有较为安全的举升扬程。

3  结语

我国海上油田经过多年的开采已经逐渐进入了开采后期，在这一时期为确保油井能够具有良好的开采量多采用的是电潜泵井换大泵的技术。本文在分析电潜泵井换大泵的技术的基础上就电潜泵井换大泵的技术应用过程中所需注意的要点进行了分析介绍，并就如何做好电潜泵井换大泵的技术的优化设计进行了分析阐述。做好电潜泵的优化设计将有助于提升老油井的开采效率，提高老油井的开采量。

参考文献

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[3] 饶裕洪，黎玲.海上采油平台工频电源柜在电潜泵解卡方面的应用[J].石化技术，2019，26（2）：129-130.