在热采稠油油田中,部分井由于频繁发生泵失效、注汽后重启困难以及杆管磨损等问题,往往长期处于修井状态。这类井通常不是因为储层条件差,而是因为举升设备在高温、磨蚀、腐蚀及井斜等因素下,不能稳定持续运行。
稠油井的储层在蒸汽作用下可保持一定产能,但若井下举升设备持续发生故障,就会降低注采周期。尤其在井斜比较大的区域,杆柱与油管摩擦加剧,停机重启阻力大;当温度、砂粒及腐蚀性流体共同作用下,常规PCP定子会频繁发生故障,增加了修井频率和非计划停产。
恒信北石(HXBS)的IntelliCPCP®系统 ,专为高温、高腐蚀及大斜度等工况设计。
1、传统举升设备在稠油热采中的痛点
热采井中举升设备失效是多个因素导致的。井斜和砂粒增加了杆管磨损,稠油增大了流动阻力,反复的循环注汽也会降低材料稳定性。
在持续运行过程中,杆管偏磨和高腐蚀的流体会持续影响举升设备;在重启阶段,冷却后的稠油、结垢和沉降的固体会增加启动阻力。
在热采工况下,橡胶定子不能承受井底高温和化学介质腐蚀,降低了使用寿命和运行的稳定性。
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2、IntelliCPCP®的技术逻辑
IntelliCPCP® 是以全金属锥形螺杆泵为核心泵体的一整套有杆人工举升系统。FERROXIS® 采用全金属锥形定转子,适用高温、高黏度及高腐蚀等工况。与传统PCP相比,全金属结构在CSS和SAGD等热采环境中的适应性更强。橡胶定子在高温和高腐蚀作用下,降低了稳定性、密封性能及使用寿命,而全金属结构能够将高温、高砂和高腐蚀等工况中持续稳定运行。
FERROXIS® 采用锥形几何结构。 IntelliCPCP® 可以根据井下工况实时调整运行间隙:低粘度的工况下,可以减少定转子间隙提高容积效率;重启阻力较大时,可以增加定转子间隙降低阻力,同时排除砂卡的风险。
3、IntelliCPCP®软启动技术
大斜度的稠油井,在注汽或长时间停机后,泵需在高扭矩条件下克服冷却后的稠油、结垢及沉积固体。在传统举升系统中,经常导致转子卡死,最终导致修井作业。IntelliCPCP®在启动过程中系统会增大定转子运行间隙,让稠油、砂粒及结垢物顺利通过泵体,从而降低卡泵的风险。
根据实际使用数据,IntelliCPCP® 在瞬时启动时的能耗仅为正常功率的51%。增加成功启动的概率,意味着减少故障排查和停机时间;硬启动次数降低,增加了系统的使用寿命。
4、IntelliCPCP®的热采优势
IntelliCPCP® 不是单一泵体,而是一套完整的人工举升系统。FERROXIS® 全全金锥形螺杆泵与 Synergix® 智能控制柜、DynaRL® 旋转升降机构及 THERMOLOCK® 井口密封等部件共同工作,通过井上机构实时监测井下运行状态,实时调节运行参数,实现井上和井下的协同控制。
IntelliCPCP®系统井底最高耐温380°C、支持不动管柱注采一体。拥有全球领先的稠油举升能力,稳定持续举升20,000 mPas@50°C的介质,较传统杆式泵举升粘度提升4倍。同时,系统可实时调整锥形定转子配合间隙,减少砂卡与垢卡风险,从而延长了检泵周期。
5、IntelliCPCP®稳定性表现
从生产管理角度看,最重要的是举升设备安装后是否可以持续稳定的运行。根据 IntelliCPCP® 的应用案例,部分井的持续运行时长已超过50个月,已部署油田的平均MTBF提升约 45.63%。
取消橡胶定子后,可避免因井底高温导致的定子失效;锥形几何设计和间隙管理系统延长了检泵周期;IntelliCPCP®软启动技术,在启动过程中,增大定转子配合间隙,能够显著减少启动时的接触应力。综合上述因素,降低了修井频次。
对于稠油热采,避免频繁修井,不仅减少运维成本,更重要的是延长了开采周期、降低重启风险。
CSS和SAGD等热采工况下,通常需要围绕储层需求进行设计,但现场最终效果取决于举升系统能否可以持续稳定的运行。当重启风险较高时,操作人员往往不得不降低蒸汽温度或提前切换周期,从而规避因为泵失效带来的停产风险。
井的运行不仅由储层条件决定,而且在很大程度上受举升设备能力决定。全金属螺杆泵不仅提高了设备稳定运行的可靠性,而且还解决了稠油热采中的结构的约束。
依托FERROXIS®全金属锥形螺杆泵,IntelliCPCP®能够在最高380 °C的井底稳定持续运行。
根据实际使用数据,IntelliCPCP®系统效率提升约11.76%,采水率提升约 14.51%,采出程度提升约 58.03%。
6、结语
对于生产管理人员而言,在高温、高砂及高腐蚀的大斜度稠油井中,IntelliCPCP®系统有助于降低修井次数、延长了检泵周期、提高油气比。
对于长期受泵体失效、杆管磨损及生产周期不稳定影响的稠油井,IntelliCPCP® 系统将井从持续维护模式转回稳定生产模式。