电潜泵井憋压法计算动液面技术及其应用.doc

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1、电潜泵井憋压法计算动液面技术及其应用第33卷第3期2011年5月石油钻采工艺OILDRILLING&PR0DUCTIONTECHN0L0GYV01.33No.3Mav2011文章编号:10007393(2011)03一O11603电潜泵井憋压法计算动液面技术及其应用杜林辉丁磊田景李安国陈福湾(中国石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二厂,新疆轮台841604)摘要:塔河油田碳酸盐岩油藏因油稠掺稀生产,电泵井停掺稀测液面存在电流升高,过载及躺井风险,加大了生产成本,同时因掺稀生产油套环空存在泡沫段及负压,导致电泵井动液面数据极其缺乏,制约了油田的开发生产.电泵井憋压法计算动液面以电

2、泵井的频率与扬程及总动压头之间的关系作为理论依据,推导出动液面的计算式,并在现场进行了大量对比实验,证明计算结果合理,可靠,可用于指导生产.关键词:电泵井;憋压法;动液面中图分类号:TE937文献标识码:BPressure-outmethodtocalculatedynamicliquidlevelinelectricsubmersiblepumpwellanditsapplicationDULinhui,D1NGLei,TIANJing,LIAngu0,CHENFuwan(No2OilProductionPlant,TaheOilfield,NorthwestSub.Corporation,

3、SINOPEC,Luni841604,China)Abstract:MixinglightoilproductiontotheheavyoilofcarbonatereservoirwasperformedinTaheoilfield.Whentheelectricpumpingwellstopsdilutingoilthemeasurementofdynamicliquidlevelmayfacestheriskofelectriccurrentelevating,overloadandliedown,whichincreasestheproductioncost.Meanwhile,the

4、existenceoffoamsectionandnegativepressureinthespacetubeandcasinginthedilutingoilprocesshasresultedinlackofdynamicliquidleveldataforthepumpingwellsandhaslimitedthedevelopmentoftheoilfield.Pressureoutmethodwasusedtocalculatethedynamicliquidlevelforelectricsubmersiblepumpingwell,whichwasbasedontherelat

5、ionshipamongthefrequencyofelectricpumpingwells,headrelationsandtotalpressurehead.Finally,thecalculatingformulaofdynamicliquidlevelwasfirstdeduced,andthenwasappliedtoabundancefieldcomparisonexperiments.Resultsfromthefieldprovedtobereasonableandreliable.whichcanbeusedtodirectproduction.Keywords:electr

6、icsubmersiblepumpwell;pressureoutmethod;dynamicliquidlevel1电潜泵井液面测试现状1.1动液面监测现状塔河油田采油二厂现有76口电泵井,进行过动液面监测的井仅26口,未监测井达50口.在26口监测过动液面井中,监测后有动液面数据的井有7口,占监测井数的27%,未监测出动液面数据的井达l9口,占监测井数的73%.总体上塔河油田采油二厂电泵井动液面监测覆盖率仅27%,监测有效率更低于10%导致电泵井动液面监测覆盖率及有效率低的原因主要有以下两个.一是电泵井动液面监测存在过载停机及躺井风险,导致电泵井动液面监测覆盖率低.电泵井未监测动液面主要原

7、因:(1)因油稠,产量高,电泵正常生产运行电流较高,停掺稀测动液面存在过载停机风险;(2)因注水,间开或长时间生产导致电泵井无绝缘或绝缘值过低,停掺稀测动液面存在较大的躺井风险.作者简介:杜林辉,1984年生.2006年成都理工大学资源勘查专业毕业,现从事油气田开发工作,助理工程师.电话:0996.4687765.Email:271372180.杜林辉等:电潜泵井憋压法计算动液面技术及其应用1l7二是大量电泵井动液面监测不出,导致监测有效率低.主要原因:(1)因油稠掺稀降黏生产,油套环空存在较长的泡沫段,对声波能量有较大吸收,导致液面监测不出;(2)套压为负压的井的油套环空介质声波传播能力较弱

8、,造成液面测试不出.1.2监测存在的问题(1)电泵井动液面监测费用高.以塔河油田采油二厂现有76口电泵井,单井次液面监测400元,每月监测一次动液面计算,全年动液面监测费用达364800元.(2)电泵井动液面监测风险大.动液面监测需停掺稀,电泵井停掺稀后存在电流升高,过载甚至躺井风险,需加大掺稀量,严重浪费稀油,影响产量,提高了采油成本.(3)电泵井动液面监测覆盖率,有效率低.受塔河油田油稠掺稀生产特殊采油工艺限制,动液面监测覆盖率低,仅达27%,监测有效率低于10%.电泵井动液面数据少,无法为电泵井的工况诊断,合理工作制度的调整及下步工艺措施提供有力依据,严重制约油田的开发生产.2电泵井憋压

9、计算动液面方法及其应用2.1憋压计算动液面方法理论公式表明,对于同一台泵,其排量,扬程,功率参数随转速变化而变化,排量与转速是一次方关系,扬程与转速是平方关系,功率与转速是三次方关系E23o而转速由电泵井的生产频率决定,且与转速成正比关系,可得()(1)电泵井的总动压头H=HPFtPL2)电泵井动液面计算式=一尸(3)由式(1),(2),(3)推导可得=Hf(/n)一(4)阻损失可得Hd=H(n/n)一尸0(5)由式(5)即可求得电泵井的动液面.2.2憋压计算动液面与测试结果对比一般地,实际生产中用监测动液面代表油井真实动液面,而用式(5)计算动液面未考虑油管液体密度,黏度,摩擦阻力损失及气体

10、影响,因此,引入a,b两个系数,用监测动液面数据y=ax+b来校正计算动液面.对现场憋压法计算动液面与监测动液面数据拟合(图1),得出,y=1.0073x一28.2468,R=0.9954;式中,a=1.0073,b=28.2468,其中,b代表油管液体密度,黏度,摩擦阻力损失及气体对计算动液面的综合影响.图1计算动液面与监测动液面拟合关系通过对41个计算动液面与l6个监测动液面数据进行分析,发现:(1)同一口井憋压时,随着频率的提升,计算动液面数据逐渐增大.分析认为,受频率增加,泵排量加大,油管中液体流速加快,摩阻损失加大导致J.(2)计算动液面与监测动液面数据误差范围在100m内,68_3

11、%分布在50m范围内,因此,生产中电泵井完全可以用憋压法计算动液面代替监测动液面,用于指导生产.2.3憋压法计算液面在生产中的应用2_3.1根据憋压法计算动液面,结合地质情况上调频率提液通过憋压法计算动液面,对前期低压测试未能监测出动液面,有一定供液能力,且地质情况允许的井进行上调频率提液措施,累计实验5井次,可通过电泵井现场憋压方法求得,再忽略摩日增油能力达29.8t(表1).表1憋压法计算动液面应用效果统计l18石油钻采工艺2011年5月(第33卷)第3期2_3.2计算动液面与监测动液面结合,诊断电泵井工况现场生产中,通过憋压法计算出油井动液面,再结合低压测试监测动液面数据,参考油井生产频

12、率,电压,电流等数据,对电泵井工况进行诊断,并对可能出现的问题进行提前预警,指导后期的生产及异常处理.TH10334井为QYDB.120/3500电泵井,2008年11月19日人井,泵挂深度3503.061TI,连续生产528d至2010年4月30日,因环境温度过高停机,清灰处理期间低压测试监测动液面数据1950133,启泵后47Hz生产最高憋压至4.5MPa(按监测动液面数据理论,憋压可憋至11.0MPa),计算动液面为25311TI,在结合该井高频(47Hz),低电流(23A)运行特征,判断该井泵轴,叶轮可能磨损严重,存在断轴风险.2010年5月11日,该井欠载停机,现场启泵后上调频率电流

13、下降,结合前期预警判断为轴断,直接上修检泵,省去了异常处理时间,节约了稀油用量.3结论(1)生产中,电泵井完全可以用憋压法计算动液面代替监测动液面,操作简便,数据较可靠,用于指导生产.(2)电泵井憋压法可以降低电泵井躺井风险,节约测试费用,同时提高动液面测试覆盖率,有效率(可达100%),能更好地指导油井后期开发生产.(3)应用憋压法计算动液面数据,结合油井地质情况及生产参数,进行提液措施及工况诊断,可以取得较好的效果.符号说明:为油管摩阻损失压头,m;H为电泵井实际生产频率下的扬程,即总动压头,m;为电泵井的泵挂深度,m;H为电泵井的额定扬程,m;为电泵井动液面,m;为电泵井的实际生产频率,

14、Hz;为电泵井的额定频率,Hz;Po为电泵井实际生产频率下的最大油压折算压头,m;P为泵吸入口压力(即沉没度)折算压头,113.参考文献:1采油测试计量手册编写组.采油测试计量手册M.北京:石油工业出版社,1984.2李颖川.采油工程M.北京:石油工业出版社,2002.3张琪.采油工艺原理与设计M.山东东营:石油大学出版社,2000.4邵永实,师世刚,刘军.潜油电泵技术服务手册M.北京:石油工业出版社,2004.5国家发展和改革委员会.sY厂r6599-2004潜油电泵离心泵实验推荐做法s.6鄢艳.变频驱动装置对电潜泵效率的影响J.国外石油机械,1996,7(3):3640.(修改稿收到日期2

15、011.0415)(编辑付丽霞<蓍.<蓍.<|.(上接第115页)号井共分压两层,5860号层为一压裂段,排量31TI/min,加入支撑剂10m,6163号层为第2压裂段,排量3ITI/rain,加入支撑剂101TI,压裂施工按设计施T,第1层破裂压力38MPa,投低密度油溶性堵球300个,第2层破裂压力45MPa,分层明确,此井压前日产油2.8t,压后日产油9.8t,效果明显.5结论低密度堵球分层明确,封堵效率高,分压效果好,投放简单,在压裂施工中途停泵不受影响,是提高单井产油量的一种简捷安全的施工工艺.但在投球数量和优化方法上需要进一步探索.参考文献:1米卡尔J埃克诺米德斯.油藏增产措施M.北京:石油工业出版社,2002:156.315.2李宪文,唐梅荣,陈宝春,等.特低渗厚油层多级加砂压裂工艺实验J.石油钻采工艺,2010,32(3):6871.3陈作,王振铎,郑伟,等.水力喷砂分段压裂优化设计与施工J.石油钻采工艺,2010,32(3):72.75.4卢修峰,刘凤琴.投球分压的理论验证及实例分析J.石油钻采工艺,1994,l6(3):5762.5万仁浦.采油工程手册M.北京:石油工业出版社,2000.(修改稿收到日期2011-0415)编辑付丽霞