赵长亮

摘 要：针对SSAGD井在泵的下深、最大排量、检泵周期等方面依然存在一定技术局限性，开展SAGD高温潜油电泵采油技术的升级与完善，对提高SAGD井开发效果具有一定的关键意义。现场试验表明，高温潜油电泵有效解决SAGD有杆泵抽油系统中下泵深度、斜度和最大日产量受限的瓶颈性问题。

关键词：SAGD；高温；潜油电泵；大排量

目前SAGD井主要以有杆泵举升为主，主要采用20型重载长冲程抽油机，配套Φ120—160mm抽油泵和连续抽油杆，进行有杆泵方式实现举升，基本能够满足生产需要，但受有杆泵系统固有的特性影响，SAGD井在泵的下深、最大排量、检泵周期等方面依然存在一定技术局限性，因此开展SAGD高温潜油电泵采油技术的升级与完善对提高SAGD井开发效果具有一定的关键意义。现场试验表明，高温潜油电泵对比有杆泵在SAGD举升方面具有明显技术优势，电泵采油工艺无杆柱机械传动，排量范围大、扬程高，可以有效解决SAGD有杆泵抽油系统中下泵深度、斜度和最大日产量受限的瓶颈性问题。

1高温潜油电泵采油技术

1.1系统组成

SAGD高温潜油电泵系统主要分为井下、地面两大部分，包括高温电泵机组、管柱配套工具、电泵热采井口、地面控制系统，其核心是井下机组。

1.1.1高温电机

高温电机是电潜泵系统的动力部分，它把电能转变为机械能带动多级离心泵旋转，把油井中的井液举升到地面。同时电机也是整个系统中温度最高的部分，电机的耐温等级、电磁性能和可靠性决定了电潜泵系统的运行性能和机械可靠性，因此研制相适应的高温电机尤为重要。

1.1.2高温电机保护器

高温电机是高温电潜泵的关键部件之一。因为工作在井下，必须禁止井液进入高温电机。高温潜油电泵保护器的功能主要是使电机腔体内外压力平衡，隔离井液与电机油，避免井液进入电机内部。另外，还承担泵轴的重量和泵轮工作时产生的轴向力，这些力是通过轴端接触传递到保护器中平面軸承上的。低温电潜泵保护器通常使用沉淀式保护器和胶囊式保护器。但是高温井多为水平井或斜井，井温高达200℃以上。沉淀式保护器不适用于水平放置或倾斜放置，而胶囊式保护器的弹性囊没有足够的抗拉强度和耐温性，因此这两种保护器都不适用于高温井。高温潜油电泵保护器核心部件是金属囊，其材料为具有良好的抗腐蚀性能和耐高温性能的不锈钢囊。保护器由多个金属囊级联而成。

1.1.3高温多级离心泵

潜油泵是一种多级离心泵，它在使用时应完全浸没在被抽汲的液体中，使泵内首先充满液体。当机组启动后，潜油电机带动潜油泵轴及轴上叶轮高速旋转，叶轮的叶片驱使叶轮流道内的液体转动，这部分转动的液体依靠惯性在叶轮叶片的作用下向叶轮外缘流去。由于液体流动的连续性，这部分向叶轮外缘流去的液体对叶轮吸入口处的液体产生一种吸力，使叶轮吸入口处的液体流向叶轮外缘的液体所占有的空间。流出叶轮的液体直接进入导壳的压出室，压出室把这部分液体收集起来，适当降低液体的流速，将部分动能转化为压能后，再将这部分液体引入导壳的吸入室，供下级叶轮抽汲。这样液体逐级流过泵内所有叶轮、导壳，每流过一级叶轮、导壳，其压能就提高一次。经逐级压能叠加后，在潜油泵的出口处就获得一定的能量增值，即产生一定的扬程，从而达到抽送液体的目的。

传统导壳和叶轮之间减磨垫材料已不能满足高温要求，本电泵采用改性聚醚醚酮材料制作而成，有极好的耐磨、耐温和摩擦系数小的特点。

1.2技术特点

（1）系统完善改进烦人潜油电泵机组，在不改变电机长度的情况下，电机功率由56KW提升至100KW，效率得到进一步提升。电泵排量由250m3/d提升至500m3/d，实现了排量的增加，高温潜油电泵形成系列化技术。（2）研制烦人新型电缆穿越器，实现动力电缆直接从穿越器引出井口，减少一个井下电缆连接点，使电缆穿越更加可靠，降低了后续生产故障风险，并且缩短作业施工时间，降低了成本。（3）设计采用“差压自补偿密封技术”实现电缆间的高温密封，弥补温度变化在电缆上引起的残留环形沟痕，提高了密封的可靠性。（4）配套研究了高温电泵专用环形防喷器，耐温180℃，耐压21MPa。实现电泵管外捆绑电缆作业的随时封井防喷，并进一步完善了高温电泵作业配套技术，确保电泵作业井控安全。（5）应用得出经验，确定电泵机组的通过井段全角变化率≤13°/30m，放置位置全角变化率≤6°/30m。根据现场实践选井条件进一步得到了降低，拓宽了高温潜油电泵在SAGD的应用界限。

2现场应用情况

2018年试验井实施高温电泵开井后日产液524吨、日产油110吨，为该井历史最高生产水平，平均日产液468.1吨，日产油121.8吨，对比实施电泵前日增液75.1吨，日增油26.6吨。

3结论

（1）高温潜油电泵可大幅度提高SAGD油井产出液量。（2）从根本上解决了有杆泵管杆偏磨、抽油杆柱断脱问题，预计可有效延长油井生产周期，提高生产时率，降低油井运行成本。（3）经过功耗测试和计算对比，电泵对比原有的有杆泵每天耗电量降低160 kW？h，节能幅度达到21%。（4）电泵没有大型的地面举升设备，系统自动化程度高，没有设备日常维护和检修工作量，节约了生产运行成本，员工管理工作量大幅度降低，劳动效率得到提高。（5）电泵可根据SAGD实际井况，优选排量和扬程相匹配的泵型，设计合理的泵挂深度，配套注汽井科学调控，动态调整生产参数，促使蒸汽腔合理扩散和泄油，最终改善SAGD生产开发效果。

参考文献：

[1] 刘孝慈，吴晓东，于继飞.潜油电泵井能耗预测方法[J]. 特种油气藏. 2008 （06）.

[2] 马艳超.潜油电泵井选配技术[J]. 内蒙古石油化工. 2013 （03）.