海上油田电泵生产井控制方式选择方法研究.ppt

海上油田电泵生产井 控制方式选择方法研究,2,汇 报 提 纲,1 问题的提出 2 电泵生产井的调产 3 海上现有电泵生产井的控制方式 4 电泵井控制方式比选 5 结论,3,电潜泵是目前海上油田主要的机械采油设备。,引 言,电泵井 88%,2%,2%,4%,4%,目前海上油田开发方案编制过程中，从降低初期投资和便于生产管理两个不同的角度考虑，对于电泵控制方式的选择分歧较大。因此需要基于现有的技术条件对常用的电泵控制方式进行比选。,4,目前渤海地区的电泵井，在正常生产过程中，一般采用的都是电泵控制柜控制电泵在工频50Hz进行生产。因此在需要对生产进行调节的时候，只能通过缩放油嘴进行小范围的调节，在缩放油嘴不能满足要求的情况下，只能寄希望于换泵调节。,5,06年自营油田油井换泵情况,共23井次，增油10.04万方，占全部措施增油的1/4。,6,但是海上换泵作业费用较高，并且受作业队工期安排的制约，往往不能及时完成换泵作业，影响了油井的生产。,？,如果能够避免这些损失，增产效果要更好。,产量Q 方/天,7,渤海地区检泵统计（不完全）,8,电泵生产井控制方式的选择，对油田投产后的生产有较大的影响。选择一种适应油田情况的控制方式，有利于减少作业次数，增加产量，也便于管理，对油田生产具有长远的意义。,当前技术条件下合适的控制方式,电泵控制方式,技术,经济,对比,9,电泵生产井的调产,一：油嘴调节,通过改变油嘴的大小，可以改变管路的摩阻以改变泵出口的压力，使泵工况点在特性曲线上移动，以改变产量。,油嘴所能提供的调节能力非常有限,10,二：变频调节,异步电动机转速正比于电源频率，改变电源频率，就能够改变泵的性能,1、线性关系具有良好的可控性 2、可使电泵工作在最佳工作点，提高泵效，保护电泵 3、使一台电泵具有更宽的适应能力，减少换泵次数,11,三：联合调节,地层产出能力,泵的性能,油嘴节流,生产流程所需压力,产 液 量,综合考虑,12,P管,P节损,井筒压力平衡方程为：,假设： 流体在泵内无压缩； 油管为理想状况，摩擦损失忽略不计； 遵循vogel流入方程。,13,地层产出能力,泵的性能,油嘴节流,生产流程所需压力,定值 P管,产 液 量,14,本方程描述了产液量Q2与频率f2及油嘴尺寸D的关系，综合考虑了油井的产能关系、泵的特性及油嘴的调节能力.,产液量与频率比、油嘴尺寸关系曲面,15,不同油嘴尺寸下频率比与产量关系曲线,30Hzf270Hz,16,根据上述两式，即可得到不同产量下电泵的频率比与油嘴尺寸。在式中可以发现，频率比与油嘴尺寸在彼此的计算公式中互相包含，因此变频增大了油嘴调节的范围，同时油嘴调节也在一定程度上增大了变频的调节范围。,不同频率比下油嘴尺寸与产量关系曲线,17,18,海上现有电泵生产井的控制方式,“电潜泵控制柜”是目前使用最多的一种电泵控制方式，结构简单，造价便宜，便于大批装备。但它只能提供工频工作频率，不利于变频调产等措施的实施。电潜泵控制柜在海上应用的时间比较长，具有较多的使用经验。,电泵控制柜,19,在渤海地区使用的比较多，一台变频器能够满足多口电泵井的启泵需求，投入相对较少。,一变多控,电潜泵不能独占变频器，同一时刻只能有一台电潜泵使用变频器,优 点,缺 点,非启泵时刻设备一般处于闲置状态,生产时还是工频控制，而非变频调节控制,20,一对一变频器,实现变频调参的目的； 更好的保护电潜泵，延长电泵的使用寿命； 通过使电泵处于最佳工况点上运行，达到节能 的目的 拓宽电泵的适用范围，使一台泵能够适应更多 的工况条件。,一次投资费用较高；,优 点,缺 点,21,普通变压器,变频器小型化,滤波器组块化价格降低,造价降低、性能稳定，具备大量使用的条件,海上电泵控制方式：,电泵控制柜,一对一变频器,启泵阶段容易烧毁电机,电泵井控制方式比选,对 比,22,一对一变频器与一变多控系统采购费用对比,一对一变频器能够避免换泵调产所带来的间接损失;,变频器能够延长检泵周期；,因此，在进行比较的时候也应计算间接损失，得到“油田全寿命周期综合费用”。,23,1：一变多控总费用=一变多控采购费用+控制柜采购费用+（日配产恢复日期油价+换泵作业费）井数风险系数；,2：一变多控总费用= 一变多控采购费用+控制柜采购费用+（日配产恢复日期油价+换泵作业费）（投产年限/检泵周期）0.05；,公式1 风险系数可以表征为油藏认识不清、 资料不准确等一系列导致电泵设计不合理的因素，在一口的生命周期内最 终导致的可能的换泵调产次数，可以根据实际情况酌情设置。,公式2 通过估算换泵调产次数计算换泵作业损失，油井全寿命周期内总的检泵次数为（投产年限/检泵周期）0.05） 根据前面统计的数据，检泵作业的10%为换泵调产，因此 （投产年限/检泵周期）0.05也就可以认为是一个预期的比较保守 的换泵作业次数。,24,计算参数表,25,1） 井数少时（5-10口），优先选择一对一变频器：井数少时，一对一 采购费更低； 2） 单井配产大（50方/天）时应优先选择一对一变频器：遭受风险的 损失越大； 3） 井数多时（井数32口），应优先选择一对一变频器：井数多遭受 风险的概率变大； 4） 油藏认识不清时，应优先选择一对一变频器； 5） 井口平台应优先选择一对一变频器：井口平台修井作业费用高且不 便利。,根据计算结果分析可得比选的原则：,26,总 结,本文从技术和经济两个方面比较了目前海上使用电泵控制方式的情况，在目前的经济、技术条件下，一对一变频器具备了其它控制方式无法比拟的优点：,1）有利于保护电泵机组，延长其使用寿命，增加生产时率； 2）通过频率调节电泵转速