在油田开发过程中,给一口新井安装潜油电泵或者给已经生产的油井重新设计或者进行经济评价的时候,采油工程师的主要目标就是让油井的生产效率最大和经济利润最大。SubPump软件能协助我们完成该项任务,该软件最初是由壳牌和Arco公司协助完成设计,在油田应用非常广泛,目前已经有超过45个国家或者地区在应用该软件。其完备的功能、友好的界面为电泵设计和分析者提供了一个很好的人机接口。软件不仅仅能够进行潜油电泵的选择,同时还能对已经运行在油井里的潜油电泵进行分析,并对机组进行改进,以获得最佳产量并降低举升成本。
计算特点
软件可以进行井液粘度和乳化度分析校正。如果用户能提供准确的PVT数据和粘度数据,选泵设计或分析将会更加准确。
设计和分析已经运行的潜油电泵机组,SubPump综合考虑油田方方面面并反复与电泵厂家校正,从而更加准确地分析已经运行的电泵性能。
由于其计算的灵活性,SubPump能计算吸入口压力、产量、泵挂深度、流过离心泵内的液量变化、泵内游离气体含量,以及含气量的变化,同时协助工程师评估其他的重要运行参数,包括频率,电泵或电机运行性能以及液柱高度等。
采油技术关键
一口油井开发的好坏,产能评价与生产分析优化过程中的估算储层生产能力,确定储层的生产动态是关键一步,求取流入动态关系式主要有两类方法:经验法和解析法,由于经验法关系式中某些重要参数的工程物理意义不明确,因此,在应用中局限性较大,油井流入动态( IPR) 曲线解析法的提出适应了这种理论和工程上的实际需要,确定在要求的泵入口压力下井的最大产能主要采用J.W.VOGEL所研究的IPR方法,同时也采用高于泡点压力的恒定采油指数,即PI指数。SubPump软件在这方面作了大量工作,软件主要是利用油井流入动态( IPR) 曲线解析法数学模型用来预测油井产能,让工程师分析油井和电泵的选择设计工作变得非常简单。
现场应用电泵设计
在油田开发各类人工举升中,均需要对抽油设备和油井特性进行分析。尽管软件已经为用户工程师提供了主要的诊断参数,但进行电泵选择或者运行状况分析之前,首先需要取得电泵运行以及油藏的各项数据,主要包括油藏数据、井筒完井数据、生产信息。现以某油田某井为例对电泵运行情况进行分析,并解释分析后的性能曲线加:
已知数据 油藏数据:油藏静压为2277psi,含水1%,水比重1.02,测试产量800桶/天,井口温度130F,井底温度155F,油的API度25.4,气体比重0.823,GOR为77scf/bbl,采油指数为12桶/天/psi。
井筒数据:套管7〞,油管为4.5〞,射孔段顶界5300英尺,泵挂深度为7000英尺。
生产数据:产量600桶,分析频率为65赫兹,井口压力400psi。目前泵型为538系列,SN8500/71级,电机为540-S系列450HP/2730V/100A。
结果输出 将各项数据输入软件,经过分析后,软件将分析的各种结果通过图表显示出来,通过分析这些曲线即可了解井下电泵机组是否正常工作,从而为将来检泵提供必要依据。
离心泵性能曲线(见图4所示): X 轴表示排量,Y轴表示总动压头,曲线表示了电机从40赫兹到65赫兹运行的电泵流入和油井流出节点的情况,其中绿线表示油井流出节点,两者在65赫兹的交点就是目前泵的排量和总动压头。从图中可以看出目前离心泵排量为12000桶左右,落在厂家推荐的排量范围内,离心泵运行正常。
电机的性能曲线(见图5所示):该曲线分三轴,X轴为负载大小因子,左边Y轴为百分比,右边Y轴为电机转数,表中内容为电机各项运行参数,其中效率随负载变大而逐渐变大,但效率在负载超过70%之后变化不大。电流随负载变化呈直线变大,电机转数随负载变大而呈直线下降。目前机组运行在65赫兹,负载在70%,此时功率因数为78%,略低,和效率达80%以上,比较稳定,电机转数也在厂家推荐范围内,这说明目前该套机组电机运行正常。 从SubPump软件分析该套机组结果看,除了电机的功率因素略低以外,各项参数处于正常范围,机组正常运行状态,从现场反馈的情况是这套机组运行正常,不存在其他问题,从现场采集的各项参数基本与软件分析一致。目前采油工的工作就是例行巡井,采集必要的运行参数。 一般情况下,潜油电泵机组本身的设计参数很少能与油井的实际特性完全匹配。即使匹配得很好,在整个生产过程中油井井况(生产能力,含水,气油比等)总是在变化。如果仅仅更换同样设备下入到井内,这样做往往不能从油井获得最大效益,所以就必须在油井下入机组之前进行分析,定期进行故障分析非常有益,这样就减少更换泵的费用。而SubPump软件通过对油井的相关参数进行分析,能够选择最佳潜油电泵设备,从而更好地优化设计,让油井生产更加经济。虽然该软件在国内外大油田以及各主要高校普遍应用,但该软件截止到目前还没有中文版本。这是该软件最主要缺点。