優(yōu)化液壓泵系統(tǒng),提高深層注水效益

編譯：馬連山鄭清國（遼河油田研究院）校對(duì)：紀(jì)常杰（大慶油田設(shè)計(jì)院）上驅(qū)到砂體頂部的效果會(huì)更好好。腿1Elect費(fèi)電是因?yàn)槭褂昧舜罅康闹鵷sresd.http://w（下轉(zhuǎn)第46頁）要嚴(yán)密監(jiān)控井下液壓泵的工作動(dòng)態(tài)、降低耗電量、提高動(dòng)力液效能、查找造成泵磨損的原因，而優(yōu)化井下液壓泵送系統(tǒng)就可以降低耗電量和泵維護(hù)費(fèi)用，提高液壓泵動(dòng)力液效能和深層水驅(qū)效益。

主題詞注水驅(qū)液壓泵作業(yè)成本一、油田概述位于海拔350ft的構(gòu)造高點(diǎn)，產(chǎn)層為下白堊紀(jì)砂巖（位于10650~11500ft），被一厚達(dá)100ft的含鹽水砂層分為兩層，日產(chǎn)油500tbl，初始井底壓力為5000lb/in2.該背斜構(gòu)造具有大量的頁巖與砂巖夾層，上覆范圍大、埋深的鹽侵入體。一次采油在儲(chǔ)藏內(nèi)液體膨脹及含鹽水砂巖內(nèi)少量水驅(qū)作用下，產(chǎn)量僅為原始儲(chǔ)量的11%.二、二次采油Citronelle油田的二次開米始于1962年水驅(qū)先導(dǎo)試驗(yàn)很成功。

迄今為止，約105口井已注入了3X108bbl水。這些砂層均質(zhì)性高，孔隙度在10% ~16%之間，滲透率在0.5~75md之間。由于砂層間滲透率不同，導(dǎo)致高滲砂層提前出水。液流效率受到砂層間竄流極大的影響。通常，水注入較厚、滲透率較高的砂層，以將油驅(qū)向尖滅邊緣。然而，就那些油/水界面限定了的砂體而言，注入井定位應(yīng)盡量靠近這個(gè)界面，這樣，把油斜向根據(jù)這些井筒所穿透砂層中水驅(qū)前緣的進(jìn)展情況，連續(xù)關(guān)閉與重新開啟淡水注入井和生產(chǎn)井。該油田中一典型井筒穿透了8~12個(gè)產(chǎn)油砂層，其中有5~6個(gè)同時(shí)用于生產(chǎn)或注水。目前，對(duì)Citronelle油田仍在繼續(xù)進(jìn)行研究，以判斷水驅(qū)前緣的位置、容量置換、7水/油比及水驅(qū)效率。

三、液壓泵盡管許多井初始產(chǎn)油僅500bbl，但儲(chǔ)藏壓力仍迅速下降，急需人工開采。但因產(chǎn)層深與流入能力差，油桿泵與氣舉經(jīng)試用證明不大實(shí)用，噴射泵也因相同原因而被棄用，只有液壓泵最為可行。

Citronelle油田各罐區(qū)用的是一種開放式的動(dòng)力液系統(tǒng)，各生產(chǎn)井均采用一種井下雙作用液壓泵，把產(chǎn)液輸送到罐區(qū)，這種泵可以反循環(huán)到地表加以檢修。2%in油管在1bbl/min的循環(huán)量下，需66min將該泵從11000ft深處循環(huán)至地表。

最大罐區(qū)利用三臺(tái)三罐泵，為12口采油井提供動(dòng)力液，其每日總輸出為7800bbl油，泵壓3250lb/in2.井底壓力數(shù)據(jù)表明，井下液壓泵在壓降時(shí)的效率很高。

四、作業(yè)成本液壓泵是一種成本很高的采油工藝設(shè)備，其主要成本構(gòu)成為電費(fèi)（21%）與維修費(fèi)用。為此，可采取下面的措施降低成本優(yōu)化生產(chǎn)。

1，用電泵和配套電機(jī)，以泵入高壓動(dòng)力液，啟動(dòng)井下液壓泵。最常見的井下泵為21inX1 44沖程/min，在1800lb/in2的工作壓力下，日需動(dòng)力油量為370bbl.這種泵的最大驅(qū)替量為256bbl/沖程，相當(dāng)于日產(chǎn)液110bbl.要降低液壓泵的耗電量，就要使井下泵所需的動(dòng)力液量和工作壓力與地表柱塞泵的泵送能量對(duì)應(yīng)起來，防止動(dòng)力液浪費(fèi)。Citronelle油田采用11種不同規(guī)格的2）in液壓泵和6種不同規(guī)格的2in液壓泵；大多數(shù)井完井段為2%in油管。由于小泵需要的動(dòng)力液少，壓力也低，工作壽命長，維修費(fèi)用小，故2in泵借助21in適配器就可用于2管，取代21in的液壓泵。

液壓泵的維修費(fèi)用占該裝置總作業(yè)成本的16%.為提高泵效，分析電機(jī)末端與泵末端驅(qū)替效率，發(fā)現(xiàn)造成效率差別大的原因如下：電機(jī)末端驅(qū)替效率：正常工作效率為65%~95%，動(dòng)力液泄漏或質(zhì)量差時(shí)在65%以下；泵末端驅(qū)替效率：正常工作效率為25%~75%，泵規(guī)格過大/泵速過高/產(chǎn)液含固體/井底壓力低和/或產(chǎn)液有腐蝕性時(shí)在25%以下；如果工作壓力比泵空壓低100lb/in2，就需要較高的速速或較大尺寸的泵。

為解決動(dòng)力液質(zhì)量差的問題，控制維修成本應(yīng)盡量降低動(dòng)力液所含固體顆粒。正常含固體顆粒含間層和聚乙烯表層。管端外層剩余部分需要用火焰噴涂，施工人員用丙烷加料噴槍噴射聚乙烯搭接口，使接頭的聚乙烯與工廠預(yù)制的聚乙烯熔融為一體。最后回填、試壓。

整個(gè)管道工程總共有5050個(gè)接頭，這些接頭利用三層涂層系統(tǒng)的補(bǔ)口技術(shù)進(jìn)行接頭防腐。這項(xiàng)工程已于1998年9月竣工投產(chǎn)。

三層涂層系統(tǒng)提供了優(yōu)良的腐蝕保護(hù)，減少了安裝成本。由于這種系統(tǒng)堅(jiān)固，可避免因搬運(yùn)而損壞管道涂層，同時(shí)也能減少管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的規(guī)模和成本。所產(chǎn)生的效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了三層涂層系統(tǒng)的額外費(fèi)用。據(jù)估算，三層涂層系統(tǒng)的安裝費(fèi)用將比傳統(tǒng)的單層環(huán)氧樹脂節(jié)約15%~18%.在搬運(yùn)、儲(chǔ)存期間以及為適應(yīng)陡峭坡度和方向變化的彎曲作業(yè)過程中，三層系統(tǒng)的損壞程度比單層環(huán)氧樹脂管道小得多，估計(jì)可節(jié)約24萬美元。三層涂層管道與單層環(huán)氧樹脂管道不同，它不需要其它的巖石覆蓋層隔離巖石，為此可節(jié)約覆蓋層和安裝費(fèi)18.9萬美元。約有70%的管道是在巖石地帶鋪設(shè)而成。由于三層涂層系統(tǒng)堅(jiān)固，可就近取土及爆破的碎巖石回填，又可節(jié)約43萬美元。整個(gè)管道工程的各項(xiàng)節(jié)約總額達(dá)86萬美元。

八、結(jié)論三層PE覆蓋層系統(tǒng)在美國、歐洲等國家已有十多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，是目前國際上較先進(jìn)的管道防腐技術(shù)。這種三層涂層系統(tǒng)綜合了單層環(huán)氧樹脂和聚乙烯二種涂層的優(yōu)良性能，提高了涂層系統(tǒng)的抗陰極剝離和附著力的強(qiáng)度，滿足最高運(yùn)行溫度（90C）的要求。

三層PE覆蓋層系統(tǒng)可按工程的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，將管道安裝和運(yùn)行條件與覆蓋層系統(tǒng)作為一個(gè)整體進(jìn)行評(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，三層涂層系統(tǒng)最能滿足工程的特殊要求，而熔結(jié)環(huán)氧樹脂底漆厚度、粘結(jié)劑厚度和聚乙烯表層厚度應(yīng)按工程的要求加以改變。對(duì)于埋地管道而言，三層PE覆蓋層系統(tǒng)具有突出的機(jī)械保護(hù)性能和粘結(jié)性能，它能承受因振動(dòng)和溫度變化而引起的土壤移動(dòng)所產(chǎn)生的應(yīng)力，能抵抗由尖銳石塊作用在管道表面時(shí)所產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力。

三層PE覆蓋層系統(tǒng)的電阻較高，這將大大降低陰極保護(hù)系統(tǒng)的安裝和維護(hù)費(fèi)用。三層PE覆蓋層管道陰極保護(hù)的電流密度是，每平方米僅需要幾微安培，為此用一臺(tái)陰極保護(hù)整流器就能保護(hù)數(shù)百公里長的管道。

三層PE覆蓋層的這些優(yōu)點(diǎn)足以使它在世界各國得到廣泛的應(yīng)用。目前，國外一些油田已生產(chǎn)和應(yīng)用這種三層涂層管達(dá)到數(shù)百萬公里，其涂層的各項(xiàng)性能優(yōu)良，延長管道的使用壽命。三層結(jié)構(gòu)防腐涂層技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用不僅完善了管道的防腐體系，也提高了管道工程的防蝕技術(shù)水平和工程質(zhì)量，值得推廣應(yīng)用。

（上接第40頁）其大小不得超過15rtn，含鹽量低光分析，發(fā)現(xiàn)顆粒主要成分為鐵、石英和氯。

因套管老化，套管泄漏問題日益嚴(yán)重，近漏地層未固化層段中，細(xì)小砂粒攜進(jìn)儲(chǔ)藏液內(nèi)，腐蝕柱塞泵和降低井下液壓泵的效能。而氯可能是通過產(chǎn)液進(jìn)入動(dòng)力液，造成生產(chǎn)容器內(nèi)部銹蝕結(jié)垢。所以，清潔容器、保持動(dòng)力油罐底2ft厚的淡水層可以提高動(dòng)力液的質(zhì)量，將氯含量保持在104以下。此外，不停地將淡水注入動(dòng)力液管線（速度50~100tbl/d），可以促進(jìn)淡水與原油混合度，降低原油氯含量。

同時(shí)，還可向動(dòng)力油水混合物中加入表面活性劑和破乳劑，去除固體顆粒外覆原油。同時(shí)，動(dòng)力油罐的設(shè)計(jì)要保證動(dòng)力油上移速度不超過2ft/h（寒冷地區(qū)要更低些）使所含顆粒在重力作用下沉淀。沉淀時(shí)間長，泵運(yùn)行時(shí)間就長?？梢圆捎么判赃^濾網(wǎng)去掉鐵離子，用鹽酸除垢。

總之，要定期監(jiān)控動(dòng)力油中的固體顆粒含量與水量，及早發(fā)現(xiàn)問題，才能降低維護(hù)成本。

此外，要利用液壓泵保持井筒內(nèi)液面足夠高度，防止過度磨損。同時(shí)，要想提高泵效，還應(yīng)判定出泵在各種生產(chǎn)條件下的吸入壓力。將記錄儀置于泵深以下處，記錄各種泵速下井底靜態(tài)壓力與泵送壓力，當(dāng)井底泵送壓力低于300lb/in2時(shí)，可認(rèn)為油井已泵空。為提高產(chǎn)量，應(yīng)將井下液壓泵的位置盡可能靠近射孔井段；同時(shí)，按地區(qū)及按砂層進(jìn)行平衡注采有助于保證生產(chǎn)井擁有足夠的井底壓力。