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电潜泵技术优势和适用性,助力煤层气开采

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:由于以上原因,电潜离心泵还没有大规模应用于煤层气井的排采,但是,电潜泵是目前举升设备中排量最大的一种,是油田采油的成熟技术,历经半个世纪的发展,其适应性得到显著提高,适合稠油、高含气、高温、腐蚀以及防砂等技术应运而生,近几年来,电潜泵发展较快,已研制成功了高效电潜泵、新型大排量多级电潜泵、大功率电机等新设备新工具。

电潜泵技术优势和适用性,助力煤层气开采

电潜泵排采排量范围大,一般产量在4100m3/d以内,最高已达15000m3/d。电潜泵是多级离心泵,工作扬程高,井深可达3000m以上。电潜泵井温适应能力强,井温在120℃以下都可应用,最高达242℃。电潜泵运行过程中无脉冲,运转平稳,工艺成熟,运转可靠,平均检泵期2年左右。电潜泵排采可形成较大的生产压差,理论上可将气井采至枯竭,操作管理灵活方便,容易实现自我控制,易于安装井下温度、压力传感元件,在地面通过控制屏,随时直接观测出泵吸入口处温度、压力、运行电流等参数。电潜泵靠潜油电机驱动,没有传动杆,占地面积少,可用于斜井、水平井及海上油田,变频控制运行可根据井况条件适时调节电泵的排量及其他有关参数,实现大排量抽采,见效迅速,而且不会对泵本身造成伤害。电潜泵排采自动化程度高,具有较强的自我保护能力,可实现自动保持动液面高度,防止抽空,以设定的动液面高度为临界点,保证泵在该临界点处达到扬程能力极限。由于离心泵的自身特性,电潜泵运行管理较为方便,可根据井况数据和泵特性曲线,通过理论计算来调整参数,利用远程控制系统实现控制。

电潜泵工艺最大的局限是排采过程中必须保证有足够的产水量,才能将电机运转时产生的热量带到地面,否则很容易烧泵,严重影响电机的正常工作,所以,电潜泵适用于产水量大的气井,且在排采后期水量减少的情况下可能需要改换其他排采方式,这使电潜泵在煤层气排采工程中的应用受到限制。电潜泵系统防气锁能力差,混合流体中气体含量高时,可能会引起气体干扰或气锁,腐蚀、砂、垢等对机组寿命影响也较大。而且,电潜离心泵对泵的沉没度有一定的要求,如果气井沉没度太低,泵散发出的热量不能及时地扩散和消耗,就会出现烧坏电机的现象,煤层气井的生产后期液面基本就在煤层位置,沉没度很低,这对于电潜离心泵排采工艺是一个挑战,虽然生产中有回流装置可以帮助电机散热,但在生产过程中实施回流会使回注液与地层水混合,影响对地层供液情况的准确了解。电潜离心泵对供电质量要求比较高,由于煤层气现场电网属于自发电,电压不稳定,存在较大波动,当不能满足离心泵电机稳压要求时,可能造成电机烧损,增加维护费用,影响气井正常生产。由于高温下电缆易损坏,使电潜泵机组的下入深度受到限制,选井受套管尺寸影响也较大。另外,电潜泵系统工艺成本相对较高,多级大排量高功率电潜泵机组比较昂贵,使得初期投资大,特别是电缆费用高,一次性投入费用大。而且,由于气井中地层水腐蚀及结垢等影响,使得井下机组寿命较短,部分设备重复利用率不高,从而使得装备一次性投资较大,采气成本高。(www.xing528.com)

由于以上原因,电潜离心泵还没有大规模应用于煤层气井的排采,但是,电潜泵是目前举升设备中排量最大的一种,是油田采油的成熟技术,历经半个世纪的发展,其适应性得到显著提高,适合稠油、高含气、高温、腐蚀以及防砂等技术应运而生,近几年来,电潜泵发展较快,已研制成功了高效电潜泵、新型大排量多级电潜泵、大功率电机等新设备新工具。同时在电压保护装置、电缆、气体处理器等的研究方面也有了很大进展,实现了电潜泵用于高气液比井的排水采气,使电潜泵的泵效和使用寿命大大得到提高。工程中可以利用离心泵的固有特性,灵活控制排采过程。在开采初期,需要将井中大量的井液排出,以利于产气,此时可根据排水量需要选择合适的离心泵,利用其排量大的特点进行快速抽排,并可通过变频器调整排液量,当井液达到一定的动液面高度,套管形成一定的套压并达到生产要求,煤层气井进入正常生产期,此时可根据排采生产需要,可通过变频调整动液面高度,实现新的动态平衡。所以,对于大排量、供液足的气井,可以考虑采用电潜离心泵抽排,在排量许可的情况下,电潜泵是一种可行的排采方式。

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