多功能磁流體排砂泵在海南3斷塊的應(yīng)用

【摘要】海南3斷塊進(jìn)入中后期開發(fā)階段，區(qū)塊出砂趨于嚴(yán)重，油井砂卡現(xiàn)象逐年增加，降低了油井的檢泵周期和生產(chǎn)時(shí)率?，F(xiàn)場措施井應(yīng)用磁流體排砂泵后，油井正常生產(chǎn)，平均延長檢泵周期146天，增油效益明顯。

【關(guān)鍵詞】海南3斷塊；多功能磁流體排砂泵；砂卡

【中圖分類號(hào)】TQ172.75 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1672—5158（2012）08—0195-02

0.前言

海南3斷塊地理上位于遼東灣中北部，遼寧省大洼縣西南21公里處，由陸灘和海灘組成。構(gòu)造上位于遼河盆地中央低凸起南端，海南一月東披覆構(gòu)造帶海南構(gòu)造的北部。其儲(chǔ)層巖性以粉砂巖和細(xì)粉砂巖為主。粉砂巖中的泥質(zhì)含量少，一般<10%，細(xì)粉砂巖泥質(zhì)含量較多，一般在10%～30%。隨著區(qū)塊開發(fā)期延長，地層壓力自然下降，儲(chǔ)層砂體承載砂粒的負(fù)荷逐漸增加，致使砂粒問的應(yīng)力平衡狀態(tài)破壞，即地層應(yīng)力超過砂巖地層強(qiáng)度，導(dǎo)致了巖石顆粒的剝離，而油井的放噴，生產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)壓差急劇的建立，流體流動(dòng)過程中對(duì)砂粒拽力，以及注水開發(fā)中大量的注水造成水敏地層巖石膨脹和泥質(zhì)膠物強(qiáng)度下降，松散解體必將導(dǎo)致地層流體的流速增加，加大流體對(duì)地層砂的拽力，使該區(qū)出砂更加嚴(yán)重。

1.技術(shù)應(yīng)用背景

海南3斷塊目前開井69口井中，出砂井?dāng)?shù)有35口，占總開井?dāng)?shù)50.7%。其中具有嚴(yán)重出砂史的油井有16口，占總開井?dāng)?shù)23.2%。在生產(chǎn)過程中，普通管式抽油泵在出砂井中砂卡、漏失等現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，油井出砂已成為制約區(qū)塊穩(wěn)產(chǎn)的重要因數(shù)。CSB多功能磁流體排砂泵應(yīng)用磁流體密封技術(shù)和螺旋等徑刮砂技術(shù)，磁流體軟密封，具有很高的氣密性和自動(dòng)補(bǔ)償性，可有效地解決泵掛深、含水高、漏失嚴(yán)重等問題，同時(shí)應(yīng)用螺旋等徑刮砂技術(shù)，可以防止井液中較大砂粒進(jìn)入泵筒與柱塞之間造成砂卡，因而該泵也適用于細(xì)粉砂、泥漿砂等各類出砂井生產(chǎn)。針對(duì)油井出砂與實(shí)際生產(chǎn)的矛盾，選取嚴(yán)重出砂井進(jìn)行多功能磁流體排砂泵的先導(dǎo)性試驗(yàn)，現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明：CSB多功能磁流體排砂泵可以很大程度地提高嚴(yán)重出砂油井的產(chǎn)量。

2.工作原理

CSB多功能磁流體排砂泵由2種專利產(chǎn)品組成：磁流體密封泵和螺旋等徑刮砂器，該產(chǎn)品由幾種功能結(jié)合為—體，稱為多功能抽油泵（圖1）。在柱塞上鑲有磁塊和磁流體，柱塞和泵筒之間形成永久閉合磁路，將通過泵筒的液體全部磁化，改變了液體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，防止液體結(jié)蠟，并且降低液體黏度，從而防止油稠卡泵和結(jié)蠟卡泵。另外，該泵還應(yīng)用螺旋等徑刮砂技術(shù)，在泵筒兩端安裝上刮砂器和下刮砂器，阻止較大砂粒進(jìn)入泵筒與柱塞。

2.1 磁流體密封技術(shù)

該產(chǎn)品采用了磁流體密封技術(shù)，即在普通抽油泵的基礎(chǔ)上，在柱塞、磁流體、泵筒之間，形成一個(gè)閉合磁路，使磁流體永久保持在抽油泵柱塞和泵筒之間，構(gòu)成完整的磁流體密封結(jié)構(gòu)。磁流體是磁性微粒子液體，這種密封是液體軟密封，具有很高的氣密性和自動(dòng)補(bǔ)償性。室內(nèi)實(shí)驗(yàn)證明，普通的Ⅲ級(jí)抽油泵，采用磁流體密封，其漏失量達(dá)到I級(jí)泵的漏失量標(biāo)準(zhǔn)，有效解決了泵掛深、含水高、漏失嚴(yán)重等問題。另外，磁流體密封間隙比其他抽油泵間隙大很多，因此，防止了細(xì)粉砂、泥漿砂卡泵。

2.2 降黏防蠟技術(shù)

泵筒與柱塞之間，形成永久的閉合磁路，當(dāng)液體（油和水）通過閉合磁路時(shí)，可視為感應(yīng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)麥克斯韋方程，磁場的任何變化將使感應(yīng)導(dǎo)體上產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電場。在磁場的作用下，液體（稠油或?yàn)r青質(zhì)重油）產(chǎn)生渦流電場，液體將全部被磁化，液體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，削弱了分子間力和表面張力，從而使得流體（稠油或?yàn)r青質(zhì)重油）黏度下降，能夠有效防止液體結(jié)蠟，避免發(fā)生油稠卡泵和結(jié)蠟卡泵現(xiàn)象。

2.3 螺旋等徑刮砂技術(shù)

CSB多功能抽油泵是在磁液體密封技術(shù)的基礎(chǔ)上，在柱塞兩端安裝螺旋等徑刮砂器。上沖程時(shí)，螺旋刮砂器可將泵筒內(nèi)壁附近的砂粒刮落于柱塞螺旋槽內(nèi)，消除柱塞與泵筒之間由于砂粒的壓實(shí)作用形成的硬性擠壓摩擦力，刮下的砂粒等雜物可通過螺旋槽底的導(dǎo)砂孔排入柱塞內(nèi)腔，從而減少砂粒淤積下沖程時(shí)不僅下刮砂器具有刮砂功能，而且從上刮砂器排出的液流通過螺旋槽后，產(chǎn)生螺旋流，降低了泵筒附近滯流的發(fā)生，改善了整個(gè)液流攜帶砂子的能力，使砂子大部分能排出泵外。

2.4 雙固定閥密封技術(shù)

在抽油過程中，大量砂粒的存在一方面支撐住固定閥不能恢復(fù)原位，增加了泵的漏失，另一方面加劇了底座的磨損和液流的沖蝕作用。多功能排砂泵使用了雙固定閥密封技術(shù)，大大減少了固定閥失效現(xiàn)象的發(fā)生。

3.現(xiàn)場應(yīng)用效果分析

3.1 應(yīng)用效果分析

從2009年開始使用至2011年8月多功能磁流體排砂泵累計(jì)使用10井次，措施后防砂增產(chǎn)效果明顯，措施有效率達(dá)100%，累計(jì)增油達(dá)4000噸。油井因結(jié)蠟、偏磨、結(jié)垢造成的卡井現(xiàn)象大大減少，提高了油井生產(chǎn)時(shí)率和檢泵周期，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，見表1，表2。

4.結(jié)論

（1）多功能磁流體排砂泵可以顯著延長出砂井的檢泵周期，可以顯著提高泵效

（2）多功能磁流體排砂泵在海南3斷塊取得了顯著的應(yīng)用效果，適用于斜井、出砂井的采油，可在出砂井中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]張崇剛.模糊層次評(píng)價(jià)法在海南3斷塊的應(yīng)用[J].特種油氣藏，2009，16（6）：52—53

[2]國建軍，趙玉華.特種抽油泵及常用井下工具手冊(cè).石油工業(yè)出版社，2002