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        浮環(huán)泵排砂采油技術(shù)在錦州油田的應(yīng)用

        2014-02-10 17:04:24韓松
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年4期
        關(guān)鍵詞:采油技術(shù)

        韓松

        摘 要:針對當(dāng)前攜砂采油存在常砂埋油層及現(xiàn)有人工舉升技術(shù)難以適應(yīng)高含砂井的不足。研制成功浮環(huán)泵排砂采油技術(shù),該浮環(huán)泵采用相互獨立的多級浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)柱塞,采用軟-硬摩擦副,能在含砂條件下形成良性摩擦機(jī)理,磨損量可自動補(bǔ)償,使其具有抗卡,耐磨的特點。該泵應(yīng)用范圍廣、泵效高,適用于稠油井、稀油井、蒸汽吞吐井、蒸汽驅(qū)井、水平井等多種類型的油井,對于因嚴(yán)重出砂、頻繁檢泵無法正常生產(chǎn)的油井,可明顯延長檢泵周期,效果顯著。

        關(guān)鍵詞:排砂;浮環(huán)泵;采油技術(shù)

        前言

        當(dāng)前我國大部分油田都處于開發(fā)的中后期,這就導(dǎo)致出砂油井不斷的增加,從而對油井的正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。錦州油田所轄區(qū)塊由于油井出砂的日期趨嚴(yán)重,已成為當(dāng)前制約該油田發(fā)展的最主要因素。所以如何有效的解決油井出砂問題已成為當(dāng)前錦州油田急需解決的重要問題,因此針對于該油田出砂井的問題,需要采取科學(xué)有效的技術(shù)進(jìn)行排砂,從而減少出砂的可能性,確保油井的生產(chǎn)周期得到最大限度的延長,這對油田的發(fā)展將起到積極的作用。

        1 排砂采油技術(shù)現(xiàn)狀

        1.1 砂埋油層

        當(dāng)前錦州油田對其所轄區(qū)塊內(nèi)的出砂井通常都是利用泵掛在油層之上的采油方式來進(jìn)行排砂,但在實際操作中盡管在一定程度上減少進(jìn)泵井液的含砂量,但卻存在著一定的弊端,導(dǎo)致大量的砂沉積于井底之下,使油層被砂子埋住,增加了采油的難度。要解決這個問題并不是很容易的,首先需要整體采油系統(tǒng)具有較好的排砂能力,這樣才能將大量的砂排出來。其次,要將采油泵下至油層及油層以下,從而使深積于底的砂隨著井液進(jìn)入到泵內(nèi)排出來,只能如此,才能保證采油的繼續(xù)進(jìn)行。

        1.2 現(xiàn)有的人工舉升技術(shù)難以適應(yīng)高含砂井

        目前存在著較多的高含砂井,對于這類井利用普通的抽油泵已無法滿足這類井的需要,只能起到緩解砂卡泵的問題,即使再增加一些檔砂環(huán)也無法起到應(yīng)用的作用,對于攜砂問題也起不到根本性的解決。目前為了有效的解決高含砂井的問題,有利用單螺桿泵進(jìn)行排砂的,但這種方法也存在著泵揚程、耐溫等弱點的限制,從而導(dǎo)致其應(yīng)用范圍較小,排砂效果也不是很好。目前利用水力噴泵排砂理論上具有可行性,但存在著成本大、泵效問題,所以在實際工作中其可行性也較低,并不是很實用。

        在各項技術(shù)在出砂油井的應(yīng)用過程都不理想的狀況下,為了有效的解決油井出砂的問題,浮環(huán)泵采油技術(shù)研制成功并進(jìn)行積極的推廣應(yīng)用,由于該技術(shù)打破了設(shè)計思路,不僅具有泵效高、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點,同時一些由于出砂量大,無法正常開采的油井也起到了非常好的效果,有效的延長了檢泵的周期,在實際應(yīng)用中取得了非常好的效果。有效的提高了油井的開采量。

        2 技術(shù)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計

        2.1 結(jié)構(gòu)原理

        浮環(huán)泵結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。該泵以油田普遍使用的有桿泵采油系統(tǒng)為基礎(chǔ),泵的設(shè)計上允許固體顆粒進(jìn)入泵內(nèi)任何空間,完全取消以往的硬對硬滑動摩擦副,采用軟-硬摩擦副,可以實現(xiàn)真正意義的零間隙密封。應(yīng)用特殊的密封結(jié)構(gòu)實現(xiàn)液力自緊密封及磨損量自動補(bǔ)償。以相互完全獨立的多級浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)的柱塞結(jié)構(gòu),浮環(huán)結(jié)構(gòu)相互獨立、強(qiáng)開強(qiáng)閉,具有防氣功能。軟密封采用新研制的特殊非金屬密封材料,具有適當(dāng)?shù)乃苄?,固體顆粒進(jìn)入軟-硬摩擦間隙后可被非金屬材料包容,形成良性摩擦機(jī)理,同時具有良好的耐溫、耐磨、耐腐蝕性能。

        2.2 工作原理

        上沖程時,由浮環(huán)座及中心桿等組成的柱塞中心部分隨抽油桿上行,浮環(huán)架的底部與浮環(huán)座靠緊,形成多級密封,浮環(huán)上下兩端產(chǎn)生壓力差,在壓力差的作用下,軟密封皮碗唇部受到作用力而向外擴(kuò)張并且緊貼泵筒形成零密封。這時固定凡爾球開啟,將油吸入腔室。下沖程時,浮環(huán)座及中心桿等組成的柱塞中心部分隨抽油桿下行,浮環(huán)在泵內(nèi)液體壓力及浮環(huán)與泵筒間摩擦力的作用下相對于浮環(huán)座上浮,通道打開,液流進(jìn)入泵上。

        2.3 水平井用浮環(huán)泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計及原理

        在水平井開采過程中,如泵掛位置在大斜度井段(>45°)時,使用普通抽油泵,由于球形凡爾的缺點,在泵傾斜時易出現(xiàn)泵漏,因此,一旦水平井生產(chǎn)液面在大斜度井段時,出現(xiàn)普通泵開采困難的問題。我們根據(jù)浮環(huán)泵強(qiáng)開強(qiáng)閉的特點,改造了其固定凡爾的結(jié)構(gòu),使其變成雙強(qiáng)開強(qiáng)閉型泵,如圖2所示,將其應(yīng)用于水平井采油,取得較好的應(yīng)用效果。目前,我廠水平井采油均使用該種類型泵。

        2.4 主要技術(shù)參數(shù)及適用范圍(見表1)

        2.5 技術(shù)特點

        (1)攜砂能力強(qiáng):在不砂埋柱塞條件下均可正常生產(chǎn);(2)適應(yīng)井溫高:非金屬密封環(huán)可持續(xù)耐溫240℃以上;(3)泵效高:零間隙密封(磨損量自動補(bǔ)償);(4)具有防氣功能:強(qiáng)開強(qiáng)閉;(5)耐腐蝕:非金屬密封材料具有良好的耐腐蝕性能;(6)強(qiáng)開強(qiáng)閉:用于>45°以上大斜度井段采油。

        3 現(xiàn)場應(yīng)用

        浮環(huán)泵現(xiàn)場應(yīng)用于因嚴(yán)重出砂、頻繁檢泵無法正常生產(chǎn)的油井,可明顯延長檢泵周期;應(yīng)用水平井可以解決水平井在大井斜段油液舉升問題。2011至2013年浮環(huán)泵在錦采應(yīng)用63井次。其中水平井主要為了解決油液舉升問題,水平井采油應(yīng)用20井次,累增油3585噸,有效率100%。排砂采油43井次,有效井39口,有效率90.7%,累增油7532噸,節(jié)省作業(yè)費用207.5萬元,平均延長檢泵周期95天。

        4 經(jīng)濟(jì)效益分析

        2011至2013年浮環(huán)泵在錦采應(yīng)用63井次,投入57.96萬元,累增油11117噸,減少檢泵83井次,創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益164.65萬元。

        5 結(jié)束語

        5.1 浮環(huán)泵采油技術(shù)具有廣泛的適用范圍,可以適用于出砂油井、大斜度井、蒸汽驅(qū)井等多種類型的油井。

        5.2 浮環(huán)泵具有強(qiáng)制攜砂能力,適應(yīng)油井含砂粒徑及含砂量范圍廣,只要不砂埋,在任意油井出砂粒徑及含砂量情況下均可正常生產(chǎn)。

        5.3 浮環(huán)泵措施后泵效明顯提高。

        5.4 浮環(huán)泵改進(jìn)后應(yīng)用于水平井采油,效果良好。

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