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優(yōu)化液壓泵系統(tǒng),提高深層注水效益
編譯:馬連山鄭清國(遼河油田研究院)校對:紀常杰(大慶油田設計院)上驅到砂體頂部的效果會更好好。腿1Elect費電是因為使用了大量的柱tsresd.http://w(下轉第46頁)要嚴密監(jiān)控井下液壓泵的工作動態(tài)、降低耗電量、提高動力液效能、查找造成泵磨損的原因,而優(yōu)化井下液壓泵送系統(tǒng)就可以降低耗電量和泵維護費用,提高液壓泵動力液效能和深層水驅效益。
主題詞注水驅液壓泵作業(yè)成本一、油田概述位于海拔350ft的構造高點,產(chǎn)層為下白堊紀砂巖(位于10650~11500ft),被一厚達100ft的含鹽水砂層分為兩層,日產(chǎn)油500tbl,初始井底壓力為5000lb/in2.該背斜構造具有大量的頁巖與砂巖夾層,上覆范圍大、埋深的鹽侵入體。一次采油在儲藏內(nèi)液體膨脹及含鹽水砂巖內(nèi)少量水驅作用下,產(chǎn)量僅為原始儲量的11%.二、二次采油Citronelle油田的二次開米始于1962年水驅先導試驗很成功。
迄今為止,約105口井已注入了3X108bbl水。這些砂層均質(zhì)性高,孔隙度在10% ~16%之間,滲透率在0.5~75md之間。由于砂層間滲透率不同,導致高滲砂層提前出水。液流效率受到砂層間竄流極大的影響。通常,水注入較厚、滲透率較高的砂層,以將油驅向尖滅邊緣。然而,就那些油/水界面限定了的砂體而言,注入井定位應盡量靠近這個界面,這樣,把油斜向根據(jù)這些井筒所穿透砂層中水驅前緣的進展情況,連續(xù)關閉與重新開啟淡水注入井和生產(chǎn)井。該油田中一典型井筒穿透了8~12個產(chǎn)油砂層,其中有5~6個同時用于生產(chǎn)或注水。目前,對Citronelle油田仍在繼續(xù)進行研究,以判斷水驅前緣的位置、容量置換、7水/油比及水驅效率。
三、液壓泵盡管許多井初始產(chǎn)油僅500bbl,但儲藏壓力仍迅速下降,急需人工開采。但因產(chǎn)層深與流入能力差,油桿泵與氣舉經(jīng)試用證明不大實用,噴射泵也因相同原因而被棄用,只有液壓泵最為可行。
Citronelle油田各罐區(qū)用的是一種開放式的動力液系統(tǒng),各生產(chǎn)井均采用一種井下雙作用液壓泵,把產(chǎn)液輸送到罐區(qū),這種泵可以反循環(huán)到地表加以檢修。2%in油管在1bbl/min的循環(huán)量下,需66min將該泵從11000ft深處循環(huán)至地表。
最大罐區(qū)利用三臺三罐泵,為12口采油井提供動力液,其每日總輸出為7800bbl油,泵壓3250lb/in2.井底壓力數(shù)據(jù)表明,井下液壓泵在壓降時的效率很高。
四、作業(yè)成本液壓泵是一種成本很高的采油工藝設備,其主要成本構成為電費(21%)與維修費用。為此,可采取下面的措施降低成本優(yōu)化生產(chǎn)。
1,用電泵和配套電機,以泵入高壓動力液,啟動井下液壓泵。最常見的井下泵為21inX1 44沖程/min,在1800lb/in2的工作壓力下,日需動力油量為370bbl.這種泵的最大驅替量為256bbl/沖程,相當于日產(chǎn)液110bbl.要降低液壓泵的耗電量,就要使井下泵所需的動力液量和工作壓力與地表柱塞泵的泵送能量對應起來,防止動力液浪費。Citronelle油田采用11種不同規(guī)格的2)in液壓泵和6種不同規(guī)格的2in液壓泵;大多數(shù)井完井段為2%in油管。由于小泵需要的動力液少,壓力也低,工作壽命長,維修費用小,故2in泵借助21in適配器就可用于2管,取代21in的液壓泵。
液壓泵的維修費用占該裝置總作業(yè)成本的16%.為提高泵效,分析電機末端與泵末端驅替效率,發(fā)現(xiàn)造成效率差別大的原因如下:電機末端驅替效率:正常工作效率為65%~95%,動力液泄漏或質(zhì)量差時在65%以下;泵末端驅替效率:正常工作效率為25%~75%,泵規(guī)格過大/泵速過高/產(chǎn)液含固體/井底壓力低和/或產(chǎn)液有腐蝕性時在25%以下;如果工作壓力比泵空壓低100lb/in2,就需要較高的速速或較大尺寸的泵。
為解決動力液質(zhì)量差的問題,控制維修成本應盡量降低動力液所含固體顆粒。正常含固體顆粒含間層和聚乙烯表層。管端外層剩余部分需要用火焰噴涂,施工人員用丙烷加料噴槍噴射聚乙烯搭接口,使接頭的聚乙烯與工廠預制的聚乙烯熔融為一體。最后回填、試壓。
整個管道工程總共有5050個接頭,這些接頭利用三層涂層系統(tǒng)的補口技術進行接頭防腐。這項工程已于1998年9月竣工投產(chǎn)。
三層涂層系統(tǒng)提供了優(yōu)良的腐蝕保護,減少了安裝成本。由于這種系統(tǒng)堅固,可避免因搬運而損壞管道涂層,同時也能減少管道陰極保護系統(tǒng)的規(guī)模和成本。所產(chǎn)生的效益遠遠超過了三層涂層系統(tǒng)的額外費用。據(jù)估算,三層涂層系統(tǒng)的安裝費用將比傳統(tǒng)的單層環(huán)氧樹脂節(jié)約15%~18%.在搬運、儲存期間以及為適應陡峭坡度和方向變化的彎曲作業(yè)過程中,三層系統(tǒng)的損壞程度比單層環(huán)氧樹脂管道小得多,估計可節(jié)約24萬美元。三層涂層管道與單層環(huán)氧樹脂管道不同,它不需要其它的巖石覆蓋層隔離巖石,為此可節(jié)約覆蓋層和安裝費18.9萬美元。約有70%的管道是在巖石地帶鋪設而成。由于三層涂層系統(tǒng)堅固,可就近取土及爆破的碎巖石回填,又可節(jié)約43萬美元。整個管道工程的各項節(jié)約總額達86萬美元。
八、結論三層PE覆蓋層系統(tǒng)在美國、歐洲等國家已有十多年的應用經(jīng)驗,是目前國際上較先進的管道防腐技術。這種三層涂層系統(tǒng)綜合了單層環(huán)氧樹脂和聚乙烯二種涂層的優(yōu)良性能,提高了涂層系統(tǒng)的抗陰極剝離和附著力的強度,滿足最高運行溫度(90C)的要求。
三層PE覆蓋層系統(tǒng)可按工程的需要進行設計,將管道安裝和運行條件與覆蓋層系統(tǒng)作為一個整體進行評價,從評價結果可以看出,三層涂層系統(tǒng)最能滿足工程的特殊要求,而熔結環(huán)氧樹脂底漆厚度、粘結劑厚度和聚乙烯表層厚度應按工程的要求加以改變。對于埋地管道而言,三層PE覆蓋層系統(tǒng)具有突出的機械保護性能和粘結性能,它能承受因振動和溫度變化而引起的土壤移動所產(chǎn)生的應力,能抵抗由尖銳石塊作用在管道表面時所產(chǎn)生的沖擊應力。
三層PE覆蓋層系統(tǒng)的電阻較高,這將大大降低陰極保護系統(tǒng)的安裝和維護費用。三層PE覆蓋層管道陰極保護的電流密度是,每平方米僅需要幾微安培,為此用一臺陰極保護整流器就能保護數(shù)百公里長的管道。
三層PE覆蓋層的這些優(yōu)點足以使它在世界各國得到廣泛的應用。目前,國外一些油田已生產(chǎn)和應用這種三層涂層管達到數(shù)百萬公里,其涂層的各項性能優(yōu)良,延長管道的使用壽命。三層結構防腐涂層技術的開發(fā)和應用不僅完善了管道的防腐體系,也提高了管道工程的防蝕技術水平和工程質(zhì)量,值得推廣應用。
(上接第40頁)其大小不得超過15rtn,含鹽量低光分析,發(fā)現(xiàn)顆粒主要成分為鐵、石英和氯。
因套管老化,套管泄漏問題日益嚴重,近漏地層未固化層段中,細小砂粒攜進儲藏液內(nèi),腐蝕柱塞泵和降低井下液壓泵的效能。而氯可能是通過產(chǎn)液進入動力液,造成生產(chǎn)容器內(nèi)部銹蝕結垢。所以,清潔容器、保持動力油罐底2ft厚的淡水層可以提高動力液的質(zhì)量,將氯含量保持在104以下。此外,不停地將淡水注入動力液管線(速度50~100tbl/d),可以促進淡水與原油混合度,降低原油氯含量。
同時,還可向動力油水混合物中加入表面活性劑和破乳劑,去除固體顆粒外覆原油。同時,動力油罐的設計要保證動力油上移速度不超過2ft/h(寒冷地區(qū)要更低些)使所含顆粒在重力作用下沉淀。沉淀時間長,泵運行時間就長??梢圆捎么判赃^濾網(wǎng)去掉鐵離子,用鹽酸除垢。
總之,要定期監(jiān)控動力油中的固體顆粒含量與水量,及早發(fā)現(xiàn)問題,才能降低維護成本。
此外,要利用液壓泵保持井筒內(nèi)液面足夠高度,防止過度磨損。同時,要想提高泵效,還應判定出泵在各種生產(chǎn)條件下的吸入壓力。將記錄儀置于泵深以下處,記錄各種泵速下井底靜態(tài)壓力與泵送壓力,當井底泵送壓力低于300lb/in2時,可認為油井已泵空。為提高產(chǎn)量,應將井下液壓泵的位置盡可能靠近射孔井段;同時,按地區(qū)及按砂層進行平衡注采有助于保證生產(chǎn)井擁有足夠的井底壓力。
