利用宏观控制图优化电潜泵井产量研究

2012-11-22张红伟江厚顺唐善法长江大学石油工程学院湖北荆州434023

长江大学学报(自科版) 2012年25期

张红伟，江厚顺，唐善法 (长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

利用宏观控制图优化电潜泵井产量研究

张红伟，江厚顺，唐善法 (长江大学石油工程学院，湖北荆州 434023)

电潜泵井生产宏观控制图是根据油井生产和管理需要而绘制的图件，可以反映电潜泵油井工作状况。介绍了电潜泵油井生产宏观控制图的绘制原理，并通过绘制油井生产宏观控制图找出有生产潜力的油井。实际应用表明，利用该方法能够优化电潜泵井产量，从而提高电潜泵井采油系统的管理水平以及经济效益。

电潜泵井;宏观控制图;哈得油田;优化

电潜泵油井工况宏观控制图反映了油井的供液能力与抽油设备排液能力的匹配情况、泵效等情况，是油田电潜泵生产井管理中的重要图件之一。笔者利用油井的电潜泵排量合理度和泵入口压力等参数在图中绘制油井的工作点，根据上述过程将油田所有油井都绘制在该图上，并统计出各区块的油井数目，从而得到该油田油井的宏观工况数据。根据该图找出有生产潜力的油井，通过调整相关参数(如电源频率、调整电泵井管柱等)来优化电潜泵井的产量。

1 基本原理

绘制宏观控制图时，直接使用泵的排量合理度替代常规绘图时泵的排量系数，使用泵入口压力替代泵的相对流压，这样使计算结果更加接近电泵井的实际情况，从而减少计算误差，具体原因如下：①计算相对流压时需要计算井底流压与静水液注的比值，但由于电潜泵下入井下的位置在油层的上部，此处的压力值与油井的井底流压有很大的差距，不能真正反映电泵井的生产情况；②油井的井底流压需要通过系统试井分析获得，但不容易测量。相比之下，泵入口压力更能反映泵的实际情况，而且更容易直接获取。

泵的排量合理度是泵实际排量和理论排量的差与理论排量的比值，是反映油井、泵工作状况的重要指标。对于同一区块的油井, 考察每口油井泵入口压力和排量合理度的关系, 能够从整体上了解该区块电潜泵油井的工况。根据泵入口压力Pm与泵的排量合理度σ的物理关系，作出泵入口压力与泵排量合理度的关系曲线，用同一衡量标准来评价电潜泵油井的工作状况, 最终形成电潜泵油井工况宏观控制图[1]。

2 宏观控制图参数计算

电潜泵井生产系统工况分析就是通过分析扬程、排量、功率和效率等综合性参数，判断电潜泵井生产系统的工作状态。其中，通过油井生产数据来确定扬程和排量，通过三相电压、电源和功率因数来确定电机输入功率，通过泵输出功率与电机输出功率可得到工作效率，最后通过井液粘度修正得到实际的扬程、排量、负荷和工作效率。将上述参数与电泵系统的额定扬程、排量、功率与工作效率进行比较来分析整个系统实际的工作状况[2]。

由于电潜泵系统的泵入口到泵出口的压力不断增大，流体体积不断减小，因而通过环空多相流方法可求得泵出口压力，通过查询电潜泵的性能曲线可求出泵的扬程，最后根据泵出口压力和扬程求泵的入口压力：

Pm=f(Pout,H)

(1)

式中，Pm为泵入口压力,MPa；Pout为泵出口压力,MPa；H为泵的扬程,m。

泵的排量合理度可以由泵效来计算：

σ=η-1

(2)

图1 电潜泵井宏观控制图

(3)

式中，σ为电潜泵的排量合理度,%；η为泵效,%；Q实际为泵的实际排量,m3；Q理论为泵的理论排量,m3。

3 宏观控制图的绘制

绘制宏观控制图时，首先根据区块内油井的生产情况来确定油井的平均动液面、平均排量等参数，再计算出每口油井的泵入口压力、泵排量合理度，由此可以标出区块内各油井的位置(见图1)。

4 实例应用

4.1电潜泵油井工况划分

表1 哈得油田电泵井宏观诊断表

以哈得4油田为例，取气油比50m3/t，当泵入口气液比小于0.1m3/t时，举升方面油井仍有提液潜力，对应压力大于9.3MPa；泵入口气液比大于0.25m3/t，对电潜泵生产不利，对应压力小于5.8MPa。利用式(1)～(3)，据此结合泵排量合理度，将电潜泵井工况[3]分为产量潜力、产量合理、供液不足等9种工况(见表1)。

4.2宏观控制图制作

通过统计和计算，得到哈得4油田各区块电潜泵油井的泵入口压力以及排量合理度，然后把对应的油井工况绘入电潜泵井宏观控制图的图版中，从而得到电潜泵井宏观控制图(见图2)。