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宽幅电潜泵技术开发及渤海油田应用
渤海油田自1967年开发以来,通过管理模式与技术的不断创新,已: .
宽幅电潜泵技术开发及渤海油田应用
渤海油田自1967年开发以来,通过管理模式与技术的不断创新,已稳固发展为我国近海最大采油基地。但当前,以高含水、高可采储量采出程度并称的“双高”油田在渤海已达到19个,储量及年产量占比均达到50%以上,这一数据在“十三五”末期预测将达到65%以上。特别是自2021年至2021年以来,换大泵作业井数占比逐年增加(%%)。
此类换泵主要是因为常规电潜泵高效工作区较窄(排量范围有限),无法适应油田实际生产过程中产液大幅度变化问题。导致电潜泵工作在非高效区内发生偏磨影响效率及寿命或者需要更换大泵满足提液生产需要。据不完全统计,仅2021年工程技术公司在渤海投产电潜泵中就有59%的产品运行超出额定流量高效区。此类检泵,造成了不必要的作业成本及原油产量损失。
同时,常规电泵型号种类较多,以50〜2000m3/d排量电泵为例,单一制造厂泵型多达22多种,而各厂家间产品各不相同,油田管理方需要常年储备大量库存,既造成了库存积压和资金严重占压,同时也降低了作业准备时效。
将叶轮型号种类减少,研制开发出高效区较宽、适用流量范围更大的宽幅电潜泵,满足“双高”油田生产需要,避免不必要的换泵作业,成为油田降本增效重要手段和迫切需求。
1 宽幅电潜泵开发
经调研,前期国内各大油田仍主要使用常规电潜泵进行生产,国内并未开发宽幅电潜泵技术及相关产品。
国外方面,美国贝克休斯和斯伦贝谢公司已拥有此类宽幅潜油电泵产品(贝克休斯公司为FLEX系列技术,简称F系列;斯伦贝谢公司为RC系列),并于2021年起向中国市场逐步推广应用,目前宽幅技术全部为国外公司垄断。
,中海油能源发展工程技术公司于2021年成立了项目组,开展渤海“双高”油田高效宽幅举升技术研究。
根据渤海油田2021年元月机采井运行数据统计得知,产液量为50-1000m3/%,因此开发宽幅电潜泵,主要需要解决这部分生产井的宽幅生产需要。结合渤海常用生产管柱及现有电潜泵情况,宽幅泵产品开发确定为387系列及538系列各三种典型泵型,设计流量覆盖50-1400m3/d。
宽幅性能主要通过叶导轮水力性能体现在流量、扬程和效率三方面,三者相互影响。流量--泵效率曲线为抛物线形式,高效区越宽,边界点效率越低;流量--扬程曲线中扬程性能则是随着流量的增大而变低(如图1所示)。
因此,开发宽幅泵的难度在于拓宽高效区的同时,尽可能减缓效率和扬程变化。此时常规二维平面叶导轮水力性能很难满足设计需要为此,需要设计三维空间曲面叶片。
国内传统叶导轮设计主要依靠手工计算,设计结果需要多次开模铸造样件验证,开发周期长、成本高、效率低。