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【本周专题:人工举升】百端待举,如日方升(三)

【本周专题:人工举升】百端待举,如日方升(三)

“不读水浒,不知天下之奇;不看石油圈,不晓人工举升之最全新进展。”小编说,没毛病!

来自 | World oil
编译 | 张德凯

在油气开采中,人工举升技术应用非常广泛且种类繁多,“人工举升”一词应用范畴很广,通常指可以提高产量(一般为原油或是油/水混合物)的工具、设备、控制装置、仪器、电脑硬件/软件以及技术等。人工举升可通过各种类型的泵,以机械的方式将井下液体举升至地面,这种方式的原理非常简单,只是通过外力改变井下液体的流速。另外,还可以通过降低井下液体静压的方式提高液体产量,一般通过注入气体完成。

直线式举升技术发展(塔式抽油机)

直线举升系统是一种经济效益高、结构紧凑、低重量的人工举升方式,是常规游梁式抽油机在多井场、水平井中有效的替代手段。

新型366-in长冲程直线举升设备融合了先进的全程监测系统,已经在2016年正式投入商业应用。接下来将主要介绍Liberty Lift公司开发的一种冲程为306in的长冲程泵Liberty XL。

今年,Liberty Lift公司新推出了冲程长度366in的XL版本长冲程设备(XL 366),如图7所示。新设备共包含了320个减速齿,强度等级达50000lb,能够显著降低冲程循环数,降低柱塞速度。相比于常规杆式柱塞泵,其工作效率、产率更高。XL 366除满足所有常规行业标准外,还添加了无线侧重传感器、液压反馈系统、上限终止开关、震动检测器、金属网操作人员保护装置、内置式正容积润滑系统、Unit Sentry操作监测系统,使设备的工作性能更加强大。

【本周专题:人工举升】百端待举,如日方升(三)

图7.Liberty-Lift公司的新型XL366长冲程直线举升设备

Unit Sentry监测设备是XL系列直线抽油设备的标配,可以用于柱塞速度监测、震动检测、平衡负载(有高、低负载紧急关停设置)、抽油杆&铰链位置校正、RPC和VSD设备暂停&故障提醒、内置润滑系统的定制化测量、定制化故障监测、基于外部故障设计的多次重启等。

XL 366除了能满足生产目标,还能解决水平井、垂直井中的一些特殊要求,包括降低/消除ESP设备、大斜度井中杆式抽油设备、大流量抽油设备的使用。在更换举升方式时,XL 366还能减少修井时间、降低作业成本、维修成本。

在许多实际应用中,XL 366都避免了中等流量ESP设备的使用,缩短了由ESP生产转向杆式举升的周期(井初期产量充足时,需采用产量更高的ESP,后期随着产量下降,转用杆式抽油机)。在泵深为6000~7500ft时,XL 366产量高达700~900bpd,同时保持较低的冲程循环数和柱塞运动速度。在井况复杂、ESP故障频发的生产井中,XL 366无疑是一种非常理想的替代生产方案,可以大幅降低停井时间、修井成本。

大斜度井是人工举升应用的雷区,常规的举升方式通常效率较低,由于过度磨损,杆式举升也由于长停井时间无法应用。XL 366在大斜度井中的应用也非常有效,由于其循环数低、柱塞运输速度低,油管、抽油杆的磨损也得到了缓和,修井次数显著减少。

对于初始产量在700~900BPD的垂直井或是杆式举升为最有效、最经济的井中,长冲程XL 366往往会大幅提升开采效率。在这些应用中,杆式举升设备可以在井筒开发初期安装,作业人员就能保持井下设备在整个开发过程中都与人工举升设备保持一致。

液压射流泵技术的发展

液压射流泵多用于井筒轨迹不规则、井下流体组成不稳定、油藏情况复杂的情形中。与其他类型的泵相比,射流泵尺寸更小,能够在大斜度井中使用。

射流泵是在Venturi原则基础上设计的,可以将流体的高压状态转变为低压、高流速状态,可以诱导地层中液体进入井筒。射流泵内的动力流体与地层液体在喉部混合,之后在叶轮的作用下混合液的压力得到提高,达到举升至地面的目的。

“专注生产&测量系统”是使用液压射流泵的典范。在采油作业中,生产测井已经是一种常规手段,但随着井筒复杂性的增加,常规生产测井手段无法对多产层等复杂生产井进行有效评价。生产测井数据是测量垂直/水平井内井筒流体相态的高效手段,但是在多产层井中,该方法却不能确定某一项或是某一类液体来自于哪一个产层,工作性能无法满足工作要求。

Tech-Flo公司的“专注生产&测量系统”可置于井底,对井筒液体流量及不同相态的物质进行测量,如图8所示。该系统利用液压射流泵的灵活性,在采用跨隔封隔器的多产层井中提高产量,同时使生产更加稳定。为了最大化系统经济效益,该系统可回收重复利用。

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图8.Tech-Flo公司的“专注生产&测量系统”,左侧为射流泵,右侧为带有Doppler生产测井工具的短接。

该系统不仅能测量、提高生产井产量,还能对停产井进行再生产和评价,对于单独产层的开发也最彻底,使油藏经济效益最大化。在油井测量中,该系统能同时对三相进行测量,其他数据还包括温度、井底静压、井底流动压力,在此基础上对井筒的生产状况进行评价。为了满足开发商需要,系统的监测功能有实时和记忆模块两种选择。

射流泵的安装可由管串、连续油管或是纤维连续油管完成,适用作业包括压裂后评价、压裂前评估以及多产层垂直井的评价等。

下期关键词:自动化控制

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