多杯等流气锚气液分离效果研究

实用科技　多杯等流气锚气液分离效果研究　负玉平　西安石油大学　陕西西安　７１００６５；　延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心　摘要：油田现有的抽油机井在井下工作时抽汲的是气、油、水三相混合液。气体是影响抽油泵泵效的主要因素，气锚中的液相上升速　度小于气泡上升速度，气液两相才能分离。而气泡在液相中的上升速度基本恒定，只有减小气锚中液相上升速度，才能增大气锚气液分离效　率。多杯等流型气锚实现了气锚纵向上任意部位进液孔的进液量近似相等，降低了液相的流动速度，实现了气液两相的有效分离。现场试验　９１３口井，试验后初期与试验前对比，平均单井增液１４．７ｔ／ｄ（增加幅度２８．６％），单并增油１．０３ｔＪｄ（增加幅度１８．７１％），泵效提高１２．５３％（增加幅　度２８．７５％）；系统效率提高了５．３７％（增加幅度２１．３％），吨液百米耗电下降了０．２１ｋＷ．ｂ（下降幅度２Ｏ．６％）。　关键词：等流；多杯气锚；气液分离　１概述　油田现有的抽油机井在井下工作时抽汲的是气、油、水三相混合　液。混合液中的气体对抽油泵的泵效影响很大，当抽油泵沉没度在正　常范围（１５０～５０Ｏｒｅ）内时，平均泵效仅为３６．７％。如能将采出液在进入　：｝　Ｆ泵筒之前气液充分分离，可大幅度提高抽油泵泵效和系统效率。　二　二二二一二二　　从气液两相流动机理看，只有液相在气锚内的流动速度小于气　叶一……一一——１：　ｌ　泡在液相中的上升速度时，气锚才能实现气液两相分离。而气泡在　液相中的上升速度基本恒定，只能通过减小液相的流动速度来提高　气锚的气液分离效果。油井井筒的尺寸是一定的，原有的各种类型　气锚都无法实现降低液相流速㈣。　截至２００７年５月底，在大庆油田共试验应用多杯等流型气锚　２影响气液分离效果关键因素分析　９１３井次，起到了增产、节能和含水上升速度变缓效果。　多杯等流型气锚由中间管、沉降杯和恒压洗井阀组成。中间管　４．１增产效果。现场试验应用９１３井次，初期对比７７６口井，平　上安装有多个沉降杯，靠近沉降杯内侧中间管底部钻有多个小直径　均单井增液１４．７ｔ／ｄ（增加幅度２８．６％），单井增油１．０３ｔ／ｄ（增加幅度　进液孔，中间管下部接洗井阀。沉降杯的外径为　１０６ｍｍ，中心管内　径　３８　ｍｍ，中心管外径　４８　ｍｍ，洗井阀打开压力为０．１ＭＰａ。　降幅度３９．１２％）；在不考虑产量递减的条件下，试验１９个月后，对比　抽油泵工作时，气液混合物经过沉降杯和中间管的进液孔进入　２１８口井，平均单井增液１０．５ｔ／ｄ（增加幅度２Ｏ．８％），单井增油Ｏ．３ｔ／ｄ　到抽油泵。每个沉降杯中的液相下降速度为：　（增加幅度３．８％），泵效提高７．３％（增加幅度１７．５％），沉没度下降　ｖ￣＝ｚｑ－￣＝＇－Ｌ　（２—１）　４．２节能效果。９１３口试验井共进行系统效率对比测试４９５口，　式中：ｎ一沉降杯的数量；　前后对比，系统效率由２５．２６％提高到３０．６３％，提高了５．３７个百分点　ｑ一上冲程时单个沉降杯的产液量，１１１ｓ。　（增加幅度２１．３％）。吨液百米耗电由１．０３ｋＷ・ｈ下降到Ｏ．８２ｋＷ・ｈ，下　由于多杯分流的作用，将液体流经气锚时液流下降的速度Ｖ．Ｆ　减少了ｎ倍，实现了Ｖ＿Ｆ＜Ｖ　。　３沉降杯内采出液最佳停留时间的确定　气锚的杯数越多，液体在气锚内的停留时间越长，脱气效率就　的进液量近似相等，大幅度延长了采出液气液分离时间，提高了脱　越高。但不能无限制的增加液体停留时间，为确定采出液在沉降杯　气效率，大幅度提高了泵效；②理论研究结果表明，混合液在气锚内　中的最佳停留时间，开展了理论与实验研究。　的最佳脱气时间为１００　１３０ｓ；③９１３口井现场试验表明，多杯等流　沉降杯中采出液停留时间与脱气效率关系理论研究。根据相似　型气锚增产、节能效果显著。试验前后对比，平均单井增液１４．７ｔ／ｄ（：ｔ￣　第三定理（Ｂｕｃｋｉｎｇｈ锄叮ｒ定理）及量纲和谐原理分析认为，影响气锚　加幅度２８．６％），单井增油１．０３ｔ／ｄ（增加幅度１８．７１％），泵效提高ｌ２．５３　脱气效率的因素有１５个，为了将这些因素产生关联，我们对３口油　个百分点（增加幅度２８．７５％ｏ系统效率提高了５．３７个百分点（增加　井进行了实验，分别收集了实验前后不同参数的产油量、产液量、含　幅度２１．３％）。吨液百米耗电下降了０．２１ｋＷ．ｈ（下降幅度２０．６％）。　水吕、产气量的数据，利用最小二乘法对数据进行回归关联处理，得　到脱气效率的最终表达式。　参考文献：　㈣’【ｌ】陈琴，吴晓东，昊甫让．气锚分气效率的实验研究【Ｊ】．西南石油大学　学报，２ｏ０８，３０（４）：１７３—１７５．　，…ｌ　ｔｉ　Ｊｌ，　　蔓二　＞…　一～…～）”　ｏ一。）　　［２］燕中庆，田军，张连社，等．气锚对螺杆泵泵效影响的分析［Ｊ］．钻采工　式中：ｔ　—稍｝留时间最优值。　艺，２００２，２５（４）：５５—５７．　利用已经得到的脱气效率关联公式（３一Ｉ），计算出气液两相流　［３】李洪山．新型迷宫式气锚及其应用叨．石油机械，１９９８，２６（１０）：３６—３７．　体在多杯等流型气锚中流动时的相关流动参量，并绘制关系曲线　［４］张光明．有杆泵抽油井气锚动态分析［Ｊ】．石油钻采工艺，１９９９，１２　（图３—１）。　（４）：９５—９８．　由图３－Ｉ可知，采出液在沉降杯中停留时间的最优值ｔｃ出现在　作者简介：负玉平，男，１９７４年６月生，本科，工程师，在读工程　ｔ￣＝９１．９４—１２９．４ｏｓ范围内。　硕士，主要从事采油工艺方面的研究。　・２７６・