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【本周專題:人工舉升】百端待舉,如日方升(三)

【本周專題:人工舉升】百端待舉,如日方升(三)

“不讀水滸,不知天下之奇;不看石油圈,不曉人工舉升之最全新進展?!毙【幷f,沒毛??!

來自 | World oil
編譯 | 張德凱

在油氣開采中,人工舉升技術應用非常廣泛且種類繁多,“人工舉升”一詞應用范疇很廣,通常指可以提高產量(一般為原油或是油/水混合物)的工具、設備、控制裝置、儀器、電腦硬件/軟件以及技術等。人工舉升可通過各種類型的泵,以機械的方式將井下液體舉升至地面,這種方式的原理非常簡單,只是通過外力改變井下液體的流速。另外,還可以通過降低井下液體靜壓的方式提高液體產量,一般通過注入氣體完成。

直線式舉升技術發展(塔式抽油機)

直線舉升系統是一種經濟效益高、結構緊湊、低重量的人工舉升方式,是常規游梁式抽油機在多井場、水平井中有效的替代手段。

新型366-in長沖程直線舉升設備融合了先進的全程監測系統,已經在2016年正式投入商業應用。接下來將主要介紹Liberty Lift公司開發的一種沖程為306in的長沖程泵Liberty XL。

今年,Liberty Lift公司新推出了沖程長度366in的XL版本長沖程設備(XL 366),如圖7所示。新設備共包含了320個減速齒,強度等級達50000lb,能夠顯著降低沖程循環數,降低柱塞速度。相比于常規桿式柱塞泵,其工作效率、產率更高。XL 366除滿足所有常規行業標準外,還添加了無線側重傳感器、液壓反饋系統、上限終止開關、震動檢測器、金屬網操作人員保護裝置、內置式正容積潤滑系統、Unit Sentry操作監測系統,使設備的工作性能更加強大。

【本周專題:人工舉升】百端待舉,如日方升(三)

圖7.Liberty-Lift公司的新型XL366長沖程直線舉升設備

Unit Sentry監測設備是XL系列直線抽油設備的標配,可以用于柱塞速度監測、震動檢測、平衡負載(有高、低負載緊急關停設置)、抽油桿&鉸鏈位置校正、RPC和VSD設備暫停&故障提醒、內置潤滑系統的定制化測量、定制化故障監測、基于外部故障設計的多次重啟等。

XL 366除了能滿足生產目標,還能解決水平井、垂直井中的一些特殊要求,包括降低/消除ESP設備、大斜度井中桿式抽油設備、大流量抽油設備的使用。在更換舉升方式時,XL 366還能減少修井時間、降低作業成本、維修成本。

在許多實際應用中,XL 366都避免了中等流量ESP設備的使用,縮短了由ESP生產轉向桿式舉升的周期(井初期產量充足時,需采用產量更高的ESP,后期隨著產量下降,轉用桿式抽油機)。在泵深為6000~7500ft時,XL 366產量高達700~900bpd,同時保持較低的沖程循環數和柱塞運動速度。在井況復雜、ESP故障頻發的生產井中,XL 366無疑是一種非常理想的替代生產方案,可以大幅降低停井時間、修井成本。

大斜度井是人工舉升應用的雷區,常規的舉升方式通常效率較低,由于過度磨損,桿式舉升也由于長停井時間無法應用。XL 366在大斜度井中的應用也非常有效,由于其循環數低、柱塞運輸速度低,油管、抽油桿的磨損也得到了緩和,修井次數顯著減少。

對于初始產量在700~900BPD的垂直井或是桿式舉升為最有效、最經濟的井中,長沖程XL 366往往會大幅提升開采效率。在這些應用中,桿式舉升設備可以在井筒開發初期安裝,作業人員就能保持井下設備在整個開發過程中都與人工舉升設備保持一致。

液壓射流泵技術的發展

液壓射流泵多用于井筒軌跡不規則、井下流體組成不穩定、油藏情況復雜的情形中。與其他類型的泵相比,射流泵尺寸更小,能夠在大斜度井中使用。

射流泵是在Venturi原則基礎上設計的,可以將流體的高壓狀態轉變為低壓、高流速狀態,可以誘導地層中液體進入井筒。射流泵內的動力流體與地層液體在喉部混合,之后在葉輪的作用下混合液的壓力得到提高,達到舉升至地面的目的。

“專注生產&測量系統”是使用液壓射流泵的典范。在采油作業中,生產測井已經是一種常規手段,但隨著井筒復雜性的增加,常規生產測井手段無法對多產層等復雜生產井進行有效評價。生產測井數據是測量垂直/水平井內井筒流體相態的高效手段,但是在多產層井中,該方法卻不能確定某一項或是某一類液體來自于哪一個產層,工作性能無法滿足工作要求。

Tech-Flo公司的“專注生產&測量系統”可置于井底,對井筒液體流量及不同相態的物質進行測量,如圖8所示。該系統利用液壓射流泵的靈活性,在采用跨隔封隔器的多產層井中提高產量,同時使生產更加穩定。為了最大化系統經濟效益,該系統可回收重復利用。

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圖8.Tech-Flo公司的“專注生產&測量系統”,左側為射流泵,右側為帶有Doppler生產測井工具的短接。

該系統不僅能測量、提高生產井產量,還能對停產井進行再生產和評價,對于單獨產層的開發也最徹底,使油藏經濟效益最大化。在油井測量中,該系統能同時對三相進行測量,其他數據還包括溫度、井底靜壓、井底流動壓力,在此基礎上對井筒的生產狀況進行評價。為了滿足開發商需要,系統的監測功能有實時和記憶模塊兩種選擇。

射流泵的安裝可由管串、連續油管或是纖維連續油管完成,適用作業包括壓裂后評價、壓裂前評估以及多產層垂直井的評價等。

下期關鍵詞:自動化控制

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