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摘要：大港埕海油田地处滩海地区，油藏类型包括普通稠油油藏及中低孔渗油藏，井型以大斜度井和水平井等复杂结构井为主，随着开发的逐渐深入，部分低供液井（30m3以下）的电泵举升工艺暴露出不适应性。针对举升工艺面临的主要矛盾，在前期调研分析基础上，开展了往复式潜油泵技术先导试验研究，通过研究分析往复式潜油泵技术适应性，优选耐高温直线电机，优选高性能电缆，优化生产管柱及工作制度等参数，现场先导试验应用获得成功，为类似油田高效举升提供借鉴。
关键词：埕海油田 往复式潜油泵 低液量 大斜度井
大港埕海油田地处滩海地区，位于渤海湾西缘，以人工岛和人工井场模式开发，密集井口，井型以大斜度井和水平井等为主，受地面条件限制，举升方式选择除自喷外，全部为电泵工艺。
1 油田开发生产面临的主要问题
埕海油田除个别井自喷外，其余均采用电泵举升工艺开采，部分低产液油井（30m3以下）的电泵举升工艺暴露出一定的不适应性，主要表现为：
1.1 系统效率低 埕海油田运行总功率3317kw。吨液耗电平均为28.28kw.h/t，吨液能耗折合标准煤为94.45kg/t（折合标煤系数取3.34）。平均系统效率为16.65%，对比相邻油田低了近5个百分点，系统效率偏低。产液量低、电泵规格偏大是主要因素。
1.2 低产液井电泵举升适应性差 结合现场生产经验，电泵允许最小排量一般为30m3/d，否则将不能保证电泵正常运行。
埕海油田有低产液井（日产液<30m3）21口，占总井数的37.5%。平均排量效率35.04%，检泵周期仅394.5d。
近3年50余井次检泵作业原因跟踪分析，由于液量低，造成电泵欠载检泵作业16井次，占总作业井次31.4%。低产液问题已经成为影响埕海油田油井正常生产的主要因素。低产液井产液量主要以10-20m3和10m3以下为主，针对这部分井，目前埕海油田主体应用70m3及50m3电泵适应性较差。针对举升工艺面临的主要矛盾，开展往复式潜油泵技术先导试验研究。
2 埕海油田大斜度井往复式潜油泵技术先导试验研究
2.1 技术原理 往复式潜油电泵技术利用直线电机作为电力拖动装置，直接驱动往复式潜油电泵进行采油的新一代采油机械。其系统由直线电机、管式泵和地面控制柜三部分组成。利用直线电机往复运动与管式泵柱塞运动方向一致的特点，将直线电机动子通过推杆直接与管式泵柱塞相连，由直线电机驱动抽油泵柱塞做周期往复运动，将油液举升至地面。
数控往复式潜油电泵可广泛适应于对直井、斜井的开采。在薄差油层和低渗透油层中使用，优势更加明显。
2.2 先导试验研究 由于滩海开发的特殊性，要保障海上油井安全有效的开发，往复式潜油泵选择应满足油藏工程方案配产要求、设备工作可靠以外，还应适应井口布局、满足滩海油田安全环保要求，尽量减少油井作业，降低对油层的污染。
2.2.1 耐高温直线电机技术。直线电机的动子选用稀土永磁材料，定子由铁芯、线圈绕制而成，动子在定子产生的磁场内做直线运动，由于动子为外部全封闭、内部充油的结构形式，具有良好的安全性。
埕海油田油层温度最高130℃，高温条件下容易造成永磁体失磁，试验采用耐温性强的钐钴永磁材料替代钕铁硼材料，提高磁饱和度。永磁体材料耐温由180℃提高至350℃，机组耐温由120℃提高到150℃。 埕海油田部分油藏埋深相对较浅，泵挂深度1500m左右，折算动液面790m，为保证油井举升电机推力至少在2.37t以上，先导试验井选用114型电机，电机额定推力35kN，扬程最高2200m。针对油藏埋深3000m左右，油井正常生产时井底流压13.15MPa左右，折算动液面1700m，实现油井正常举升电机推力5.1t以上。根据油井条件，先导试验井选用140电机，电机额定推力（60kN），泵挂深度2000m，扬程最高2500m。
2.2.2 高性能电缆配套技术。埕海油田采用的常规国产电缆主绝缘材料为挤包三元乙丙橡胶，辅助绝缘：聚酰亚胺-氟46复合薄膜，绕包烧结，电缆耐温150℃，绝缘电阻≥2000兆欧/千米（20℃）。
结合先导试验井况条件，优选双绝缘、双护套电缆，主绝缘材料三元乙丙橡胶最高耐温达180℃的进口电缆，主绝缘为三元乙丙橡胶，DL-90特殊调制，高介电常数5kV，外套采用三元乙丙橡胶，CL-185特殊调制，高组分可呼吸型。绝缘电阻最小5071 兆欧/千米。
2.3 现场应用情况 开展3井次往复式潜油泵先导试验现场应用，其中张海34-19H井为水平井，生产层位为沙河街沙二油组，油层埋深3566.0-3660.0m；油层温度116℃；最大井斜92°，实施前电泵生产，日产液11.29m3，流压13.15MPa，间开生产（月实际生产13天）。优化后，泵挂深度2574m，泵挂以上最大井斜达到44.12°。
实施后油井实现连续生产，泵效74.8%，月产油为实施前2-3倍。耗电量与电泵相比降低79.6%，采液单耗降低66.43%，年节电15.28万度电。
3 结论及认识
埕海油田部分井由于液量较低，电潜泵举升工艺只能间开生产，开展往复式潜油泵工艺先导试验，实施后油井实现了连续生产，泵挂处井斜达到44.12°，该项工艺的成功实施，为埕海油田大斜度、低液量井举升工艺配套与完善提供了有效借鉴。
参考文献：
[1]顾树人.数控往复式潜油电泵采油技术在牛74块的应用[J].中外能源，2008（04）.
[2]邱家友，周晓红，刘焕梅.安塞油田直线电机无杆泵采油工艺试验效果分析[J].石油矿场机械，2010（07）.
关键词：埕海油田 往复式潜油泵 低液量 大斜度井
大港埕海油田地处滩海地区，位于渤海湾西缘，以人工岛和人工井场模式开发，密集井口，井型以大斜度井和水平井等为主，受地面条件限制，举升方式选择除自喷外，全部为电泵工艺。
1 油田开发生产面临的主要问题
埕海油田除个别井自喷外，其余均采用电泵举升工艺开采，部分低产液油井（30m3以下）的电泵举升工艺暴露出一定的不适应性，主要表现为：
1.1 系统效率低 埕海油田运行总功率3317kw。吨液耗电平均为28.28kw.h/t，吨液能耗折合标准煤为94.45kg/t（折合标煤系数取3.34）。平均系统效率为16.65%，对比相邻油田低了近5个百分点，系统效率偏低。产液量低、电泵规格偏大是主要因素。
1.2 低产液井电泵举升适应性差 结合现场生产经验，电泵允许最小排量一般为30m3/d，否则将不能保证电泵正常运行。
埕海油田有低产液井（日产液<30m3）21口，占总井数的37.5%。平均排量效率35.04%，检泵周期仅394.5d。
近3年50余井次检泵作业原因跟踪分析，由于液量低，造成电泵欠载检泵作业16井次，占总作业井次31.4%。低产液问题已经成为影响埕海油田油井正常生产的主要因素。低产液井产液量主要以10-20m3和10m3以下为主，针对这部分井，目前埕海油田主体应用70m3及50m3电泵适应性较差。针对举升工艺面临的主要矛盾，开展往复式潜油泵技术先导试验研究。
2 埕海油田大斜度井往复式潜油泵技术先导试验研究
2.1 技术原理 往复式潜油电泵技术利用直线电机作为电力拖动装置，直接驱动往复式潜油电泵进行采油的新一代采油机械。其系统由直线电机、管式泵和地面控制柜三部分组成。利用直线电机往复运动与管式泵柱塞运动方向一致的特点，将直线电机动子通过推杆直接与管式泵柱塞相连，由直线电机驱动抽油泵柱塞做周期往复运动，将油液举升至地面。
数控往复式潜油电泵可广泛适应于对直井、斜井的开采。在薄差油层和低渗透油层中使用，优势更加明显。
2.2 先导试验研究 由于滩海开发的特殊性，要保障海上油井安全有效的开发，往复式潜油泵选择应满足油藏工程方案配产要求、设备工作可靠以外，还应适应井口布局、满足滩海油田安全环保要求，尽量减少油井作业，降低对油层的污染。
2.2.1 耐高温直线电机技术。直线电机的动子选用稀土永磁材料，定子由铁芯、线圈绕制而成，动子在定子产生的磁场内做直线运动，由于动子为外部全封闭、内部充油的结构形式，具有良好的安全性。
埕海油田油层温度最高130℃，高温条件下容易造成永磁体失磁，试验采用耐温性强的钐钴永磁材料替代钕铁硼材料，提高磁饱和度。永磁体材料耐温由180℃提高至350℃，机组耐温由120℃提高到150℃。 埕海油田部分油藏埋深相对较浅，泵挂深度1500m左右，折算动液面790m，为保证油井举升电机推力至少在2.37t以上，先导试验井选用114型电机，电机额定推力35kN，扬程最高2200m。针对油藏埋深3000m左右，油井正常生产时井底流压13.15MPa左右，折算动液面1700m，实现油井正常举升电机推力5.1t以上。根据油井条件，先导试验井选用140电机，电机额定推力（60kN），泵挂深度2000m，扬程最高2500m。
2.2.2 高性能电缆配套技术。埕海油田采用的常规国产电缆主绝缘材料为挤包三元乙丙橡胶，辅助绝缘：聚酰亚胺-氟46复合薄膜，绕包烧结，电缆耐温150℃，绝缘电阻≥2000兆欧/千米（20℃）。
结合先导试验井况条件，优选双绝缘、双护套电缆，主绝缘材料三元乙丙橡胶最高耐温达180℃的进口电缆，主绝缘为三元乙丙橡胶，DL-90特殊调制，高介电常数5kV，外套采用三元乙丙橡胶，CL-185特殊调制，高组分可呼吸型。绝缘电阻最小5071 兆欧/千米。
2.3 现场应用情况 开展3井次往复式潜油泵先导试验现场应用，其中张海34-19H井为水平井，生产层位为沙河街沙二油组，油层埋深3566.0-3660.0m；油层温度116℃；最大井斜92°，实施前电泵生产，日产液11.29m3，流压13.15MPa，间开生产（月实际生产13天）。优化后，泵挂深度2574m，泵挂以上最大井斜达到44.12°。
实施后油井实现连续生产，泵效74.8%，月产油为实施前2-3倍。耗电量与电泵相比降低79.6%，采液单耗降低66.43%，年节电15.28万度电。
3 结论及认识
埕海油田部分井由于液量较低，电潜泵举升工艺只能间开生产，开展往复式潜油泵工艺先导试验，实施后油井实现了连续生产，泵挂处井斜达到44.12°，该项工艺的成功实施，为埕海油田大斜度、低液量井举升工艺配套与完善提供了有效借鉴。
参考文献：
[1]顾树人.数控往复式潜油电泵采油技术在牛74块的应用[J].中外能源，2008（04）.
[2]邱家友，周晓红，刘焕梅.安塞油田直线电机无杆泵采油工艺试验效果分析[J].石油矿场机械，2010（07）.