隋曉明

（盤錦遼河勝利電泵有限公司，遼寧 盤錦 124010）

單井雙電泵組合采油系統(tǒng)，即將兩套電泵系統(tǒng)通過(guò)Y偏心接頭串聯(lián)在同一油管柱上，每臺(tái)電泵通過(guò)獨(dú)立的電纜單獨(dú)供電和控制，通過(guò)合理的確定兩套電泵的工作制度（如交替間隙工作），來(lái)提高全井電泵系統(tǒng)的總有效運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)檢泵周期。

中海油湛江分公司潿洲11-4 N油田是海上邊際油田，為降低開(kāi)發(fā)投資成本，采用無(wú)修井機(jī)平臺(tái)，舉升方式為潛油電泵生產(chǎn)。目前在產(chǎn)油田潛油電泵井的平均運(yùn)轉(zhuǎn)周期約1～2年，減少修井次數(shù)是提高潿洲11-4 N油田經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。單井雙電泵組合采油系統(tǒng)，能夠有效減少修井次數(shù)，在提高生產(chǎn)井檢泵周期方面，具有良好應(yīng)用前景。目前國(guó)內(nèi)尚未進(jìn)行過(guò)相關(guān)技術(shù)的研究和應(yīng)用，因此，對(duì)于單井雙電泵組合采油系統(tǒng)及其工作制度的調(diào)研，具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 井下單井雙電泵工藝及技術(shù)簡(jiǎn)介

雙電潛泵就是在1個(gè)井筒內(nèi)下入2臺(tái)電潛泵，兩臺(tái)泵之間可以共用一條電纜，也可以用兩條獨(dú)立的電纜，由于目前電潛泵的失效，主要是由電纜的損壞造成的，因此一般情況下，兩臺(tái)泵都是相對(duì)獨(dú)立的。

應(yīng)用雙電潛泵技術(shù)的情況一般有兩種：

一種是為了分層開(kāi)采，共有兩套需要單獨(dú)開(kāi)采的層系，對(duì)每一個(gè)層系下入一臺(tái)泵，互不干擾，這種情況下，兩臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行，管柱圖如圖1所示。

圖1 用于分層開(kāi)采的雙電潛泵管柱圖

另一種是為了延長(zhǎng)油井的檢泵周期，增加油井的生產(chǎn)時(shí)效，這種情況下，一臺(tái)泵運(yùn)行，另一臺(tái)泵作為備用。

2 英國(guó)Pump tools公司雙潛油電泵系統(tǒng)調(diào)研

英國(guó)Pump tools公司研制的雙潛油電泵系統(tǒng)工具，使用兩個(gè)中馬力潛油電泵系統(tǒng)與Y型工具相連。上面的潛油電泵安裝了Y型工具，而下面的潛油電泵則懸掛在旁通管的延伸尾管處。兩個(gè)潛油電泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，兩泵的產(chǎn)量在上部Y型工具處混合排出，減少流體紊亂。使用特殊的單流閥，可防止其中一個(gè)潛油電泵停止作業(yè)時(shí)液體的再循環(huán)，使用塞子和隔離套固定，可以防止液體回流。雙電纜和雙控制線使得一個(gè)機(jī)組發(fā)生故障后，另一個(gè)機(jī)組可繼續(xù)運(yùn)行，直到油井修井。

3 英國(guó)Phoenix Petroleum Services公司雙潛油電泵完井系統(tǒng)

3.1 完井方式

英國(guó)Phoenix Petroleum Services公司設(shè)計(jì)和采用了3種新型單井雙潛油電泵完井系統(tǒng)。

（1）高產(chǎn)并聯(lián)雙泵完井。采油工程師的主要經(jīng)驗(yàn)是壓差越大，產(chǎn)量越高。但是，利用潛油電泵生產(chǎn)，壓差越大，就意味著需要越高的功率。在某些完井地區(qū)，受地面或井下電動(dòng)機(jī)的限制，不能提供更高的功率。為了提高油井產(chǎn)量，可對(duì)同一產(chǎn)層用兩臺(tái)單獨(dú)的潛油電泵完井。這時(shí)產(chǎn)液首先被泵入自動(dòng)Y型工具的兩端，在其中混合后再排出地表。該公司準(zhǔn)備在135口油井上采用這種完井系統(tǒng)。

（2）分層采油的雙層完井。這種同心雙層完井可用于多油層油田，其可由一個(gè)井眼無(wú)干擾地開(kāi)采兩個(gè)油層。這種完井首先下入Φ 140 mm油管，再將第二根Φ 73 mm油管柱下入其中，最后在下入一個(gè)內(nèi)部旁通。旁通上方的轉(zhuǎn)向頭可將兩層的井液隔離：一層的井液進(jìn)入油管，另一層的由環(huán)空產(chǎn)出。這樣一來(lái)，就可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)油層的分層采油。

（3）無(wú)須修井的雙泵完井。該種完井設(shè)計(jì)可下入兩臺(tái)潛油電泵，其中的第二臺(tái)為備用泵。當(dāng)?shù)谝慌_(tái)泵出故障時(shí)，再將第二臺(tái)投入使用。其適用于鉆機(jī)的使用受限或修井成本高的油井。采用它的主要優(yōu)點(diǎn)，是只需進(jìn)行一半的修井，就可保證油井的正常生產(chǎn)。

3.2 應(yīng)用背景

在過(guò)去8年，斯倫貝謝公司已經(jīng)在30口油井中安裝了雙泵系統(tǒng)。作為備用泵的第二臺(tái)泵，是在第一臺(tái)泵發(fā)生故障后開(kāi)始啟用。這30口井大部分都位于海上，更換故障泵需使用可移式海洋鉆井設(shè)備或現(xiàn)有的平臺(tái)鉆機(jī)，作業(yè)成本昂貴，影響了中后期油田和邊際油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。采用雙泵系統(tǒng)，是為了減少油井的修井次數(shù)，降低作業(yè)成本。

3.3 雙電泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)包括兩個(gè)全套的潛油電泵系統(tǒng)，每套電泵機(jī)組配有一個(gè)旁通系統(tǒng)，用來(lái)懸掛下泵機(jī)組的泵支撐短節(jié)，在上潛油電泵旁通底座上。為了操作下潛油電泵，在下旁通工具的一個(gè)分支中安裝了堵塞器，以免井液再循環(huán)。在上Y型工具的上下方，都安裝了隔離工具，起到下泵運(yùn)行時(shí)隔離上泵的作用，并產(chǎn)生生產(chǎn)流道。將隔離工具取出，在上Y型工具的下方安裝第二個(gè)堵塞器，這樣就可轉(zhuǎn)換成上泵進(jìn)行生產(chǎn)。第二個(gè)堵塞器可防止上泵生產(chǎn)時(shí)井液的再循環(huán)。

4 Baker Hughes Centrilift公司在 Otter油田應(yīng)用雙泵技術(shù)的調(diào)研

4.1 油田概況

Otter油田位于北海北部，水深184 m，油藏埋深2 000 m，高孔高滲，氣油比 80 m3/m3，CO2和 H2S含量少。地飽壓差6.2 MPa，初期可以自噴，后期含水上升和壓力衰減，需要機(jī)采，產(chǎn)量范圍在62 00～22 000桶 /d。

雙電潛泵系統(tǒng)使用2臺(tái)泵，一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用。每臺(tái)電潛泵都是完全獨(dú)立，所有部件都配置齊全。下部的泵先生產(chǎn)，減少顆粒在下部Y接頭處沉積的風(fēng)險(xiǎn)，上部Y接頭處的高流速減少了顆粒的聚集。上部泵的揚(yáng)程比下部泵的揚(yáng)程要大，以滿足后期含水上升后，可能需要的高壓頭。

對(duì)于地面井口系統(tǒng)，這種技術(shù)用來(lái)降低修井頻率，也在修井費(fèi)用高或者泵的壽命短的地方使用。對(duì)泵失效的統(tǒng)計(jì)分析表明：使用雙電潛泵，可以提高油井的生產(chǎn)時(shí)效。在Otter油田的應(yīng)用是第一次將雙電潛泵技術(shù)用于水下井口的井中。

4.2 使用情況

2003年8 月，啟動(dòng)了第一臺(tái)電潛泵，隨后啟動(dòng)了其他兩口井中的電泵，油田產(chǎn)量超過(guò)了32 000桶/d。到2003年底，每口井的主泵都在運(yùn)行，通過(guò)定期運(yùn)轉(zhuǎn)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)備用泵也能夠運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

從文獻(xiàn)調(diào)研情況來(lái)看，單井雙電泵技術(shù)已在國(guó)外油田得到了使用，并取得了良好的效果，但由于該技術(shù)屬于一項(xiàng)新的技術(shù)，也存在一定的缺陷，相對(duì)于常規(guī)電潛泵管柱，雙電潛泵的完井管柱較復(fù)雜，下入難度提高，時(shí)間增加，費(fèi)用也增加。而在國(guó)內(nèi)油田該系統(tǒng)，還沒(méi)有使用先例，尚處于一項(xiàng)技術(shù)空白。針對(duì)海上邊際油田，為降低開(kāi)發(fā)投資成本、減少修井次數(shù)和修井平臺(tái)的動(dòng)復(fù)員，研制開(kāi)發(fā)高水平的單井雙電泵組合采油系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)油田已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)。

[1]（美）KE布朗.升舉法采油工藝（卷一）[M].北京：石油工業(yè)出版社，1987.

[2]Mark Horn,A 21-Kilometer Subsea Tieback with Dual Electic Submersible Pumps.SPE Production&Facilities.March 2004.87902-PA.;pages52-60

[3]S.J.Sawaryn,BP plc.The Dynamics of Electrical-Submersible-Pump Populations and the Implication for Dual-ESP Systems.SPE Production & Facilities.November2003.87232-PA.pages236-246s