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高粘度泵测试技术攻关方向以及采油配套工艺技术

来源:鸿海泵业 发布时间:2021/3/6 9:53:21
高粘度泵测试技术攻关方向以及采油配套工艺技术
高粘度泵采油不仅适用于在高粘度、高含砂、高油气比的油藏开采,而且对于水驱油藏后期高含水油井和聚合物驱等三次采油油井也表现出良好的适应性。
(一)、高粘度泵测试技术攻关方向
尽管现阶段我国测试技术及仪器同相比存在的差距,但同时也应看到,随着市场的开放和融合,加之国内制造业的兴起和自主创新模式的发展,为国内保温泵工况测试技术及仪器设备的振兴提供了现实的机遇。
1、加强信息技术的应用研究
利用计算机信息处理技术提供的同步平台,充分发挥其数据处理优势,实现基于大规模数据处理的测量原理和算法。以计算资源补偿机械系统性能,以数据处理成本降低机械硬件系统成本。例如新型的保温泵综合测试系统可以充分利用便携式计算机系统的巨大资源,在全工作空间,补偿旋转机械系统的运动误差,在测试及安装方法不变的情况下,显著提高光杆载荷的测试精度。
2、重视新兴元器件的
充分借助新型器件的性能,比如近年来获得广泛关注的基于MEMS工艺的集成多参数传感器、压力传感器、微惯性传感器、光纤传感器等器件能显著降低测试仪器设备对机械制造水平的依赖,大幅提高和测试仪器设备性能。例如采用高性能的数字涡街器件作为传感器,配合合理的模型及解算方法就可以利用器件自身的制造工艺,设计出无需机械结构的高度保温泵井产量测试计量系统。
3、高粘度泵着重发展新型传感原理及技术
随着保温泵井的管理技术水平的提高,对保温泵井工况的监测力度和诊断精度的需求也不断提高,但这些问题都最终归结于诸如产量、载荷、压力和能耗等主要油井生产参数的传感原理和测量传感器研究上的创新。在未来一段时间内,保温泵工况测试领域内研究的问题将主要集中在传感原理、数字化测量、超测量等方面。其中将涵盖非接触及数字化测量,石油机械测试类仪器仪表“有界”统一模型的建立及实现,产量与杆柱载荷的测量,微米、纳米级超测量标准及相关测量理论研究等内容,上述问题的研究也是油井测试技术研究领域内活力、最有代表性的研究方向。
<b>高粘度泵</b> 
(二)、高粘度泵采油配套工艺技术现状概述
高粘度泵采油配套技术是油井正常生产、提高油井运转时率和检泵周期、实现举升的不可缺少的辅助技术措施。沥青保温泵采油不仅适用于在高粘度、高含砂、高油气比的油藏开采,而且对于水驱油藏后期高含水油井和聚合物驱等三次采油油井也表现出良好的适应性。随着沥青保温泵采油技术应用领域的扩大,其配套技术的研究也深入开展。
1、杆柱配套技术
在传统高粘度泵杆柱受力计算中,杆柱载荷主要来自五个方面,一是杆柱自重,二是泵进出口压差引起的轴向载荷,三是杆柱在液体中的浮力,四是液体在泵内流动,以及泵内衬套间的摩擦载荷,五是液体在油管内流动造成的摩擦损失。分析表明,由于举升液体在向上运移过程中造成的阻力损失与液体流态和物性有关,油管内液体粘度是与高粘度泵转速、液体流态有关的函数,而在传统的优化设计模型中举升液体粘度一般为定值。在传统高粘度泵杆柱扭矩计算中,光杆扭矩主要来自五个方面,一是泵举升液体所需扭矩,即驱动扭矩,二是克服杆柱与井液摩擦扭矩,三是克服泵内摩擦阻力所需扭矩,主要由初始过盈所产生的扭矩和高温高压造成热胀和溶胀生产的扭矩,四是克服杆与管及扶正器间的摩擦扭矩(半干摩擦)和惯性扭矩。分析表明,杆柱和井液之间的摩擦扭矩是液体粘度的函数,高粘度泵井液体粘度与液体物性、含水有关,而在传统的优化设计模型中举升液体按牛顿幂律流体处理,一般为定值。实测光杆载荷、扭矩与理论计算存在误差,现场应用中杆柱故障仍时有发生。许军和何艳等在沥青保温泵系统优化延长检泵周期技术研究技术总结报告中采用理论与试验研究相结合的方法,针对沥青保温泵举升的液体流态,确定液体粘度与沥青保温泵转速、原油物性等关系模型,使实测光杆载荷、扭矩与理论计算的误差减小。
2、选井选泵技术
高粘度泵的选井选泵技术是根据油井的产能、原油物性、油层等实际井况来合理选择沥青保温泵的泵型、确定泵的工作参数使沥青保温泵井达到供排协调,实现举升的一项工艺技术。
选泵方法研究存在以下不足:①高粘度泵举升生产优化设计方法中,没有考虑采出液在抽油杆和油管构成的环空中螺旋流的沿程阻力损失,致使设计与实际出现偏差;②缺少完整的沥青保温泵工作特性理论的支持,无法准确给出沥青保温泵自身的流出特性;③选井选泵的方法还只是仅仅局限在以满足油井排液的需要,实现供排协调的单因素优化设计。应该开展以实现油井供采协调为目标,追求沥青保温泵采油系统长寿命的高粘度泵采油井生产化技术研究。
3、工况分析与故障诊断技术
工况分析与故障诊断技术是利用高粘度泵采油井生产的动静态数据,分析和判断高粘度泵采油系统工作状态的一项实用技术。对于高粘度泵井工况分析与故障诊断技术的研究有以下不足:①对高粘度泵井各类故障的定量判别标准尚未确定,诊断符合率较低;②对高粘度泵工作特性认识不足,工况分析与故障诊断模型尚未完善,所以给工况分析和故障诊断带来困难;③用于工况分析与故障诊断的测试仪器操作复杂,不利于推广应用;④测试仪器的配套分析软件尚未成型。
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