朱肃华（辽河油田公司质量节能管理部）

抽油泵提液倍增器在稠油油藏的应用

朱肃华（辽河油田公司质量节能管理部）

稠油油藏在注蒸汽吞吐生产中，由于温度的降低黏度逐渐增大，造成了流动阻力增大、原油入泵困难、抽油泵泵效降低，影响了抽油井系统效率，增大了能耗。提液倍增器技术通过混合井中流体、提高流体瞬间线速的方法，降低了流体黏度、减少了磨阻，增加了液体的进泵能力，在六、九区试点应用18口井，平均泵效提高4.1个百分点，年累计增液9944 t，节电4880 kWh。

稠油油藏提液倍增器结构原理技术应用

目前新疆油田稠油井数已接近15 000口，平均系统效率为11.2%，节能达标率仅为29%，产液量低是造成稠油井能耗高、节能达标率低的主要原因，为降低稠油井能耗，优选了抽油泵提液倍增器技术在六、九区稠油油藏进行试点应用，测试结果显示该技术提液效果明显，产液单耗下降20%以上。

1 稠油油藏现状

六、九区为浅层稠油，油藏中部埋深150～500 m，平均含油饱和度64%，原始油层温度17～19.2℃。原油黏度平面差异性大，20℃地面脱气原油黏度在2000～200×104mPa·s之间。黏温反应敏感，主要采用蒸汽吞吐和蒸汽驱方式生产。由于原油性质特殊，黏度较大，在超稠油注蒸汽吞吐生产中，温度降低导致原油黏度上升，造成了流动阻力增大，原油入泵困难，抽油泵泵效低，影响了单井生产周期和周期产油量。蒸汽吞吐井泵效调查显示，井下抽油泵平均泵效为27.94%，且检泵周期短，单井产量低。

2 抽油泵提液倍增器结构及原理

提液倍增器安装在抽油泵底端，从下到上主要由三个部分组成，见图1。防脱气降阻力筛管、螺旋导流器、流速变送器。

图1 提液倍增器结构

2.1防脱气降阻力筛管斜孔设计，降低滑脱损失

目前井下常用筛管入口均为直流孔，当产出液由不同角度进入直流孔段时，会发生碰撞，然后改变90°角流向，进入泵筒。在碰撞过程中，产出液分子内部气体脱出，在固定阀底部形成气膜，容易造成气锁。当固定阀打开时，气体首先进泵，占据抽油泵大部分空间，使液体进泵量少，影响泵效。同时，因产出液碰撞和改变流向消耗部分能量，加大了滑脱损失，也会影响油井泵效。防脱气降阻力筛管的进液孔设计为15°斜角，见图2，液体进泵不需改变流向，阻力和滑脱损失小，防脱气，固定阀底部不会形成气锁。

2.2螺旋导流器改变流体流态，降低摩阻

原油中的胶质是影响原油黏度的主要物质，胶质含量越高，原油黏度越大。六、九区浅层稠油油藏产出原油中的胶质、沥青质、环烷酸及粘土等是良好的天然乳化剂，它们极易吸附于油水界面，形成一层稳定的W/O黏膜，该粘膜导致油水界面张力增大，并阻止水滴聚集，从而使含水原油黏度增大，油流阻力增加。举升过程中，由于液体晶核之间、液体与管壁之间的摩擦阻力增大，线速度降低，液体上升速度慢，导致泵效低。

图2 防脱气降阻力筛管

螺旋导流器采用入口大、出口小设计，内有360°旋转导流槽，见图3，当混合液进入导流器后，在地层压力及导流槽的作用下，液体旋转上升，使油、气、水混合并聚集于小出口。从而改变液体流态，使原段塞流、环状流、雾状流、层流等经过螺旋导流槽后形成混合流。混合后利用油水密度差、气液密度差降低摩阻，增加液体线流速度，同时，液体旋转后，形成涡流剪切力，将液体中蜡质小晶体切碎，降低摩阻。2.3流速变送器提高流体瞬间线速度，加大液体进泵量

图3 螺旋导流器

流体力学试验中心以油井沉没度50 m，地层压力0.5 MPa，日产液量5 t，2■8 in油管内径（Φ62 mm)为过流通道进行室内试验，试验结果显示，在不计各种损失情况下，每分钟液体扬程只有1.12 m；而流速变送器，见图4。在同等压力下，经无能耗液压组件，通过反复变径，压能与动能多次转变，可提高液体聚焦力，加快液体瞬间线速度，使液体形成射流，加大了液体冲击力，液体瞬间线速度（扬程）达到6～9 m，见图5，但流量未发生变化。抽油泵的固定阀开闭时间是一定值，流速变送器通过提高流体瞬间线速度使液体产生射流作用，相当于提前打开和延缓关闭了抽油泵固定阀，形成液体射流进泵的效果，加快了液体进泵速度和进泵量，达到了提高泵效的目的。

图4 流速变送器

图5 流速变送器使用前后扬程对比

3 现场应用

在六区、九区试验应用了抽油泵提液倍增器技术18口井，统计安装井前后生产数据，见表1，可看出该技术提液效果显著，安装井累积增液9644 t，泵效由措施前的平均30.3%提高到措施后的34.4%，泵效提高了4.1个百分点；18口井中有12口井增液，6口井没有达到增液的效果，措施有效率为75%。

分析部分井未增液原因是：六、九区原油黏度对温度非常敏感，储层属于强非均质储层，井间差异大，油层胶结疏松，易发生汽窜、出砂现象，造成抽油泵砂卡、管柱砂埋、油管穿孔、泵阀球变形等问题，影响了措施效果，因此，抽油泵提液倍增器不适用于汽窜、出砂严重的井。

表1 抽油泵提液倍增器实施效果统计

4 效益分析

安装提液倍增器后，因及时排液，降低了井筒积液，在一定程度上可以提高注汽效率，达到增油的效果；同时油井增液后提高了泵效，可有效地减少油井空抽和抽油杆干偏现象，据统计安装后平均检泵周期延长了60天，单井节约修井费用5000元。

据测试，一轮次稠油吞吐井产液单耗在1.86～12.92 kWh/t之间，平均产液单耗7.39 kWh/t，安装提液倍增器后，产液单耗在1.21～10.92 kWh/t之间，平均6.06 kWh/t，节能率为21.9%，按单井平均一年两个轮次产液3000 t，电费0.68元/kWh计算，全年单井节电4880 kWh，节约电费3318元。

5 结论与认识

1）抽油泵提液倍增器具有提高液体瞬间线速度，加快液体流动，提高泵充满系数的技术特点，在一定黏度范围内能有效地改善稠油生产效果，提高单井产液量，降低产液单耗。

2）抽油泵提液倍增器对于黏度较低、供液能力较充足的井应用效果较好，对超稠油井也有一定的改善效果，但对汽窜、出砂严重的井适用性较差。

10.3969/j.issn.2095-1493.2014.007.003

2014-04-29）

朱肃华，2007年毕业于中国石油大学（石油工程专业），从事化工检验工作，E-mail：maqiang-jmgs@petrochina.com.cn，地址：辽宁省盘锦市兴隆台区辽河油田质量节能管理部，124010。