CN111032996B - 用电动离心泵装置操作油井的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采矿领域，具体涉及一种使用具有变频电机的电动离心泵机装置的采油，用于使用电动离心泵的油井作业全自动化。一种使用电动离心泵装置操作油井的方法，其中通过改变泵轴的转速来调节温度，这是一种新的利用工作温度作为“反馈”来监测离心泵状态的方法。使用本发明可以完全自动化使用电动离心泵装置下水、投入运行模式和监测油井运行的过程，进而提高设备(电动离心泵装置)的整体可靠性。

Description

用电动离心泵装置操作油井的方法

技术领域

本发明涉及采矿领域，具体地，涉及使用具有变频驱动器的电潜泵(ESP)的采油，并且介绍了一种使用电潜泵对油井作业进行完全机械化的方法。

背景技术

现有专利通过具有变频潜水驱动器的控制站对ESP速率稳定进行部分机械化。

在现有技术中，已知“使用具有变频驱动器的电动泵的边缘井操作方法”(申请号为97110817/03，日期为1997年6月19日)。已知的方法使用间歇循环，包括增加电源频率的泵启动和预设频率的液体泵送。在给定循环内将压力加压到生产管柱中的预设值后，将降低电源频率，直到泵停止运行为止，并进一步保持确保液体从泵不会继续供油的储层中流入的最大频率，在流入过程中当入口压力达到预设值之后，通过将泵切换到更高的频率恢复泵送循环，其区别在于，在当前循环的流入阶段，当停泵和恢复泵送时，泵的电源频率被调制在与流入过程中泵的参数变化相匹配的频率值范围内。

现有技术公开了N.P.库兹米切夫(N.P.Kuzmichev)的方法“使用具有电驱动器的潜水泵进行短期钻井作业的方法”(库兹米切夫的方法)(申请号：2005128382/03，日期为2011年2月4日)。

现有技术还公开了A.A.丘德诺夫斯基(A.A.Chudnovsky)、S.I.扎伊采夫(S.I.Zaitsev)、A.V.达维多夫(A.V.Davydov)和伊斯特万戈茨(IstvanGoczi)的方法“井液生产方法”(RF专利号2190087)。

在已知的类似物中，考虑了间歇泵出井液和等待井液积聚到一定水平。

现有技术还公开了IRZ-512I-400、ELECTON-05F-400、ETALON-CR-400、ORIO-03-400等控制站，在这些控制站中，利用来自ESP入口压力和温度计(遥测系统)的数据进行自动启动和操作。压力参数作为反馈从遥测系统传输到控制站，以便根据“潜水泵-储层流入”调整泵的速度，使其与系统的预设操作一致。例如，每天从储层流入20立方米时，容量为每天35立方米的ESP装置在交流频率为50赫兹的情况下，需要以较低的速度运行。

在所有引用的类似物中，主要的技术缺点是忽略了离心泵的热状态，特别是ESP的温度变化率。在所有引用的类似物中，潜水电机的电流负载作为基础。但是，相同的电流负载可以匹配各种入口压力值，气体含量，含水率，气体因数，泡点压力。这种依赖关系方面的不确定性无法有效应对电流强度的变化。电流强度并不表示ESP的状况。

现有技术公开了“利用交流电动机自动控制ESP的方法”。根据该方法，离心泵以使得第一泵部分中的温度保持恒定的泵速运转。ESP的自动控制使用交流电动机，第一泵部分的温度用作反馈(2012111621/06，2012年11月26日)。但是，没有考虑进口液体的温度，这不能确定由于产生的热量导致泵内的温度升高。

因此，所有这些控制站都是半自动的，用于启动、速率稳定和ESP运行监测，因为：

a)这样，泵入口压力不能用作反馈参数；

b)控制站的维修技术人员无法确定最佳的泵入口压力；

c)忽略ESP条件，因为ESP温度可能会从10到100度变化，这取决于所输送液体中气体的存在。泵的高温可能会由于电缆电动机系统的电阻减小或泵内部结垢而导致ESP发生故障；

d)泵的温度不足以进行反馈，因为忽略了泵入口处的液体温度和潜水式电动机的状况。例如，ESP的安装越深，泵入口的温度就越高。因此，如果在相似的单元上具有相同的泵温度，则入口温度较低的泵中的温度升高将比入口温度较高的泵中的温度升高更高。这可能导致关于单元的相同条件以及需要采取相同的措施来调节泵温度的错误结论，例如，通过相同的泵速变化。实际上，在温度较高的地方，有必要更大程度地降低交流频率。让我们将泵和泵出口的温差指定为相对温度。

申请人提出上述“用交流电动机自动控制ESP的方法”作为最接近的类似物。在这个申请(2012111621/06，2012年11月26日)中，考虑了泵的温度，而没有考虑泵入口处的气体和液体混合物的温度。首次考虑了相对泵温度的变化，这消除了项目a)-d)中的缺点。因此，我提出了“自动电潜泵单元”-具有变频驱动的电潜泵的全自动操作过程(图1)。

发明内容

使用要求保护的发明要解决的挑战包括通过安装电潜泵对油井进行人工举升作业。

所要求保护的发明的技术成果是启动、速率稳定和运行监测的完全机械化，这将最终导致设备(ESP)可靠性的提高和石油生产成本的降低。

通过改变泵的速度来进行温度调节，从而获得要求保护的发明的技术结果，其中，工作温度首次被视为用于监测离心泵状况的反馈，即在组织油井的人工举升操作时，通过在指定深度安装泵送压力允许值为25％的电潜泵来实现。将操作模式和参数输入控制站，检查装置的完整性，将初始频率ω_in设置为50Hz AC，设置泵温度极限，以使泵的温度低于允许温度T_p<T_adm，并记录工作参数：泵入口P_in0的初始压力，初始泵温度T_in0，电流强度I；ESP投入运行，同时记录ESP的入口压力P_inlet，泵温度Т_w和泵入口温度Т_f。同时，泵在ESP入口处的压力高于或等于泡点压力Р_inlet≥P_bpp的情况下运行。当ESP入口压力等于泡点压力Р_inlet＝Р_bpp时，记录温度T_f和T_w，测量井生产率Q_f0，ESP速率稳定在恒定或增加(最大10％)泵入口压力下超过一个或多个小时，记录生产率Q_f,，泵入口压力Р_inlet，泵入口温度Т_f，泵表面温度Т_w，电流强度I_oper。同时，泵的表面温度Т_w和泵的入口温度Т_f之间的差值保持恒定或减少最多10％并保持稳定；并且在泵入口处的压力Р_inlet低于泡点压力Р_bpp且Т_w–Т_f之间的差值不断增大时，他们测量井底压力Р_bh1，K–井产能系数(m³/天/atm)，从井底到泵吸水平的液柱压力Р_{fluid column}，泵入口的初始压力Р_inlet0，储层压力Р_res等于闲置井底孔的压力，并使用公式：Q₁＝k(P_res.–P_bh1)定义井生产率的提高，压力为P_bh1＝P_inlet1+P_{fluid column},，其中Р_bh1–井底压力，Р_{fluid column}＝Р_inlet0。K–井产能系数(m³/day/atm)使用公式：Q₂＝k(P_res.–P_bh2)定义，压力为P_bh2＝P_inlet2+P_{fluid column}，其中Р_bh2–工作时间为t1后的井底压力；井生产率增加的差值定义如下：ΔQ＝Q₂–Q₁＝k(P_inlet1–P_inlet2)，

然后，定义Z比：

泵速度降低Z，并且在泵入口压力Р_inlet高于泡点压力的情况下使装置速度稳定，离心泵速度根据以下关系式提高：

ΔQ_f＝k(P_inlet1–P_bpp)，交流频率和电流强度随泵温度T_w的测量一起计算，ESP继续以最佳生产率Q_f,optimal、动态水平Н_d、装置的电流强度I_oper和泵表面温度Т_w的值继续运行。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，将以下工作参数输入控制站：k–井产能系数，m³/天*MPa；初始储层压力–P_res，MPa；泵的工作温度–T_w。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，为了进行ESP泄漏测试，有必要打开阀门，设置旋转方向，关闭X-树处的流线阀门并启动ESP，在X-树处加压到40atm，关闭ESP，然后在15分钟的过程中检查X-树处的压力。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，如果泵的温度T_p等于泵的入口温度T_f，并且电流强度I_oper等于0，则记录温度T_f和T_w，并重复装置的启动过程，。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，泵速度降低Z：

在实施要求保护的技术解决方案的特定情况下，由于ESP入口T_f处的流动温度升高，以及T_f、T_w、井生产率Q_f、动态水平H_d、ESP吸入压力Р_suction、电流强度I_oper、电压U_oper、交流频率的值的增加，ESP的运行继续进行，差值(T_w–T_f)减小了10％以上。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，当泵入口压力降低，泵温度升高至扩展电缆的工作温度值时，关闭ESP以进行累积，直到泵吸入压力值达到Р_suction＝1.2Р_bpp为止，且条件为

当T_w≥T_adm,

其中，H_curr.head–当前扬程(current head)，H_head(ωst)–标准交流频率(50Hz)下离心泵的扬程(head)，在Р_suction＝1.2Р_bpp的值下，该装置投入运行，累积时间t_acc的值；泵出时间t_pump-out、工作电流I_oper、电压U_oper、初始和最终泵表面温度Т_w,initial、Т_w,final。

在实施所要求保护的技术方案的特定情况下，在速率稳定过程中，泵入口压力Р_inlet高于泡点压力，泵速度根据以下关系提高：ΔQ_f＝k(P_inlet1–P_bpp)，计算交流频率和电流强度，同时测量泵温度T_w，并以最佳生产率Q_f,optimal，动态水平Н_d,，电流强度I_oper和泵表面温度Т_w的值继续ESP运行。

附图说明

本发明的细节、属性和优点将从以下包含附图的技术方案的实施例的描述中得出：

图1是具有变频驱动器的电潜泵装置；

图2是泵入口处压力变化的曲线图；

图3是泵的温度T_w随时间变化的曲线图；

图4是泵的温度T_f随时间变化的曲线图；

图5是泵的温度随时间变化的曲线图；

图6是电动机温度与时间的关系曲线；

图7是泵温度与电流频率的关系曲线。

以下项目在图中的编号：

1–潜水电动机；2–密封部分；3–离心泵；4–泵部分；5–泵部分；6–泵温度计；7–泵入口温度计；8–泵入口压力计；9–电缆线；10–控制站；11–油管柱；12–带压力计的阀门；13–X-树；14–离心泵吸入口。

具体实施方式

电潜泵装置(ESP)(图1)由以下部分组成：潜水电动机(1)，密封部分(2)，离心泵(3)，泵部分(4、5)，泵表面温度计(6)，泵入口温度计(7)，泵入口压力计(8)，电缆线(9)，控制站(10)，油管柱(11)，带压力计的阀门(12)，X-树(13)，离心泵吸入口(14)。

ESP由控制站通过电缆线(9)上的AC频率馈入的潜水交流电动机激活，并使安装在离心泵轴上的泵中的离心装置以及与电动机轴耦接的部分(4、5)旋转。

产生的离心力通过泵底部的开口泵送气体和液体混合物，从一个容器到另一个容器再通过油管柱将其泵送到集油系统。ESP安装在井生产管柱中，并悬挂在固定到X-树的油管柱上。X-树与集油系统紧密连接。给电动机供电的电缆线(9)固定到油管柱上，并通过X-树中的狭槽连接到控制站(10)。

该控制站设计用于启动(关闭)，不间断地通过电缆线向潜水电动机供应交流电，用于不间断地控制电缆线的绝缘电阻，测量交流频率，接收来自传感器(6、7、8)的通过电缆线传输的信息。

只有通过离心泵的热状态才能自动控制ESP。因此，对整个ESP进行最终控制的唯一参数是泵的相对温度的变化率。泵的相对温度取决于泵的热参数，产出液体的性质。

取决于泵吸入口处的气体含量，泵的相对温度会发生决定性的变化：它取决于泵吸入口处的气体和液体混合物中的游离气体含量。泵吸入口处的气体含量取决于气油比、泡点压力、泵入口压力和含水率。因此，泵的相对温度可以作为自动控制ESP(无人驾驶技术的创造)的反馈。

使用以下公式计算泵表面的相对温度：

其中：

–泵入口处的气体含量，单位分数；q₀–泵的热容量，kW/m³；R₂–泵壳外表面的半径，m；P_inlet–泵入口压力，atm；Р_bpp–泡点压力，atm；W–井产品中的水含量，单位分数；h–混合物中有相应的气体含量时的一台泵的压力，atm；G–气油比，m³/m³；Р_atm–大气压，atm；α–金属泵壳的传热系数，W/m²*°С；λ_ins–泵外表面气体层的导热系数，W/m²*°С；δ_ins–泵外表面的气体厚度，m；T_f–泵入口处的混合物温度，°С；T_w–泵表面温度，°С。

为了进行油井作业，首先必须选择适合生产效率的ESP装置，其泵扬程余量为25％，并且安装在油井中的深度。

将以下工作参数输入到控制站：k–井产能系数，m³/天*MPa(从0.1到1或更大，取决于在井中的位置)；初始储层压力–P_res，MPa；泵工作温度–T_w。

允许温度T_adm(对于低于230℃的俄罗斯电缆线，该温度可以等于电缆线的工作温度)，℃；初始交流频率-ω_in，Hz；最佳ESP容量–Q_opt(俄罗斯装置在频率ω_in＝50Hz时的ESP容量)，m³/天；发动机的电流强度I_oper，А；电压U_oper，V；由ESP在50Hz的标准频率上创建的扬程–H_head(ω)；Рbpp–泡点压力。

在启动ESP之前，必须确保流线打开(阀门12)，旋转方向为顺时针直转，压力和旋转方向为右手。必须关闭X-树上的流线阀(12)，启动泵，在X-树上将压力升至40atm，然后关闭泵。X-树压力将保持恒定(允许在15分钟内将压力降至38atm)–装置密闭。否则，装置不紧。

此后，设置初始频率ω_in，泵温度极限T_p<T_adm。温度T_adm(例如，泵附近的电缆线的工作温度–俄罗斯ESP的允许温度(130°С)230°С，离心泵附近的(标准)耐热扁平零件)。ESP投入运行；同时，记录ESP入口处的压力P_inlet，泵表面温度Т_w和泵入口温度T_f。同时，建立了泵入口压力(图2)，温度Т_w(图3)和入口温度T_f(图4)曲线。在启动之前，会记录初始压力P_inlet0、初始泵温度Т_w0。同时，记录电流强度I。

1.泵保持运行，直到达到以下值：

Р_inlet≥P_bpp (2)

2.当达到以下等式时：

Р_inlet＝Р_bpp (3)

记录T_f和T_w温度，建立Р_inlet，T_f，T_w和电流强度I与时间的关系曲线，并确定井生产率Q_f0。

3.也就是说，如果泵入口压力保持一个或多个小时不变或略有增加(不超过10％)，则认为ESP启动过程已完成。同时，将生产率Q_f，泵入口压力Р_inlet，泵入口温度T_f，泵表面温度T_w，电流强度I_oper记录为当前参数，以传达给公司的工艺工程师(地质学家)。

4.同时，T_w–T_f之差保持恒定或减小到一定程度(不超过10％)并稳定下来。

5.如果在装置启动期间满足条件T_f＝T_w，则检查电流强度I_oper：如果电流强度等于0，则重复装置启动过程。否则，有必要检查装置的完整性。

6.如果由于泵入口处的流动温度T_f的增加而使差值(T_w–T_f)减小了10％以上，则离心泵将继续运行：工艺工程师将接收以下值：T_f，T_w,和井生产率Q_f，动态水平H_d(泵吸入压力Р_suction)，电流强度I_oper，电压U_oper，交流频率。

7.如果泵入口压力Р_inlet持续下降，并低于泡点压力Р_bpp，使差值Т_w–Т_f增大，则根据公式：

Q1＝k(P_res.-P_bh1)在压力P_bh1＝P_inlet1+P_fl.col下 (4)

Q₁—在Р_bh1井底压力下的液体生产率(m³/天)，其中k—井产能系数，m3/天*PMa；Р_bh1—井底压力，Р_fl.col＝Р_inlet0，Р_fl.col—从井底到泵吸水平的液柱压力，Р_inlet0—泵吸入口初始压力，Р_res.–储层压力等于闲置井的井底压力。

如果泵入口压力下降：

Q2＝k(P_res.-P_bh2)在压力P_bh2＝P_inlet2+P_fl.col下 (5)

其中Q₂–在Р_bh2(工作时间t₁之后的井底压力)处的液体生产率(m³/天)。

定义(5)和(4)之间的差异ΔQ(井生产率提高)后，我们得到：

ΔQ＝Q₂–Q₁＝k(P_inlet1-P_inlet2) (6)

8.Z比进一步定义为：

9.泵速度降低Z：

此外，检查泵温度，并建立依赖曲线(图6)。

11.建立依赖曲线(图7)T_w＝f(ω)。

12.检查当前ESP扬程：

其中：H_curr.head–在ω_i频率当前ESP扬程(i取处理步骤1、2、3等的值)

13.通过重复6-8项i次，即检查6-8项直到达到

并检查条件(9)的存在，我们看到：

其中，

ΔТ_w–泵的表面温度的改变，Δω–当前频率的改变。

14.然后，我们认为该装置的速率稳定过程已完成。

15.工艺工程师(地质学家)收到：新频率ω₁、新生产率Q₁、新泵入口压力P_inlet1，电流强度I_oper1。

间歇运行(短期ESP运行)

如果泵的吸入压力下降，并且泵的温度升高到允许值，例如，达到连接到泵壳的电缆线的允许温度，并且满足以下条件：

当T_w≥T_adm (11)

H_curr.head–当前扬程，H_head(ωst)–在标准AC频率(50Hz)下的离心泵扬程。然后，在t_acc期间关闭ESP，t_acc期间–累积时间，此时泵的吸入压力变为

Р_suction＝1.2Р_bpp. (12)

当Р_suction＝1.2Р_bpp时，泵装置投入运行，并建立依赖曲线：

Т_w＝f(t) (13)

在泵温度：

Т_w＝Т_p,adm (14)

关闭ESP以进行累积。

工艺工程师收到：累积时间t_acc；泵出时间t_pump-out、工作电流I_oper、电压U_oper、泵表面温度Т_w,_initial、Т_w,final(初始和最终泵表面温度)。

至此，我们完成了短期运行模式下ESP速率稳定的过程。

优化ESP类型和大小

在特定井的ESP设计过程中，由于井数据的不可靠性而导致一些错误的情况并不少见。

因此，在ESP启动并稳定其速率之后，泵入口压力Р_inlet就会高于泡点压力。这意味着有可能增加石油产量。为此，有必要提高离心泵的转速。

ΔQ_f＝k(P_inlet1–P_bpp) (6.1)

我们使用以下公式计算交流频率：

Q_f–直到频率变化的液体生产率，m³/天，ΔQ_f–泵速改变后液体生产率增加，Z–无量纲值。

Qf–直到频率变化的液体生产率，ΔQ_f–液体生产率，Z–比率。

同时，电流强度将增加并等于：

I_z＝Z³I_oper

I_oper–生产率Qf时的电流强度，Iz–生产率增加ΔQ_f,后的电流强度，即具有Z系数的三次方依赖。

因此，在测量泵温度T_w的同时，交流频率的进一步变化将发生以下等式：

T_w≤T_adm

至此，我们完成了测试油井能力的过程，工艺工程师收到以下参数：最佳生产率Q_f,optimal、最佳动态水平N_d、电流强度I_oper和泵的表面温度Т_w。

1.ESP稳定化的案例研究

1.1.作为一个例子，让我们回顾N区236号井。

在(测得的深度)N_d–1600m(TVD 1420m)井中的动态液体水平的预期生产率为18m³/天。集油管路中的压力为14atm。假设管道中的摩擦阻力等于5atm(摩擦容差为10atm)。总所需扬程为1900m。考虑到25％的扬程余量，所需的扬程为2350m。根据井产能系统，我们选择ESP5-20-2350。假设泡点压力等于110atm。GOR等于140m³/m³。井的垂直深度Hv＝2680m。假设来自井的油的密度等于752kg/m³。储层水密度为1004kg/m³，储层温度为82℃，每1m孔的井下梯度压力为0.03℃。井产能系数等于k＝0.11m³/天/atm。

最佳泵吸入压力Р_opt.suct＝Р_bpp＝110atm。然后，井中的液柱等于：

ρ_mix＝(ρ_oil+(1–W)ρ_w (17)

g＝9.8m/c²

其中，ρ_mix–混合密度；ρ_oil–石油密度；ρ_w–水密度；W–产品中的水含量。

假设ρ_oil–852kg/m³；ρ_w-1004kg/m³；W-0.23

混合物密度：ρ_mix＝(852*(1–0.23)+0.23*1004)＝656+231+887

液柱：

101325n/m²＝1atm–减少系数。

通过从孔的垂直深度减去H_column＝1396m，我们得到了动态垂直高度：

H_d＝H_well-H_column＝2680–1396＝1284m

或测量深度：

H_d.md＝H_d+160＝1284+160＝1444m

其中，根据定向测井定义160m；H_d.md–动态水平，测量深度(生产管柱)。定向测井是测得的井眼深度与垂直深度之间的差(由定向测量工具定义)，并且对于每个井都是恒定的。

为了定义ESP的安装深度，我们假设该装置没有分离器并且符合石油生产公司的“操作程序...”，则泵入口的气体含量应为

然后，泵吸入口的气体含量等于：

其中，V_{pump inlet}–正常条件下泵入口处的气体量是根据以下公式计算得出的：

V_{pump inlet}＝(Q_f*G*(1-W)*(1–P_inlet/P_bpp)*(P_atm/P_inlet) (20)

让我们假设生产率成比例地取决于动态水平，并根据公式(6)定义生产率的变化，其中动态水平H_d更改为Н_d.md：

ΔQ_f＝k*{(H_d-Н_d.md)*ρ_mix*g} (21)

当我们替换这些值时，我们定义了井生产率：

ΔQ_f＝0.11*((1600–1444)*852*9.8)/101325＝1.4m³/day

其中，101325n/m²＝1atm(减少系数)。

在1444m的动态水平下，生产率将下降1.4m³/天，达到16.6m³/天。

让我们基于(19)计算泵入口处的游离气体量：

然后，基于(20)，我们定义泵入口压力Р_inlet：

ESP安装深度取决于动态水平：

ESP吊架深度(垂直，从WH起)：

H_depth＝1444+943＝2227m

基于定向测量(根据定向测量记录)：

H_meas.depth＝2227+230＝2457m

(根据定向测量记录为230m)

在气体含量为0.25(25％)的情况下运行时的相对泵温度，动态水平为1444m(压力为82atm)时，生产率为18.6m³/天，将等于：

a)使用公式(1)计算相对泵温度

为此，我们计算q₀：用于产生热量的ESP容器的热容量。以此目的：

a)让潜水式电动机的额定容量N_nom＝16kW，整个ESP装置的效率系数等于η_ESP＝0.36；

但是，在泵入口处的游离气体含量为25％的气体和液体混合物的泵送过程中，效率系数降至0.2。

然后，该装置产生的热量等于：

Q＝N_nom*(1-0.2)＝16kW*0.8＝12.8kW (24)

b)让我们计算ESP装置中的容器数量；它等于：

在这些容器中，泵入高浓度气体混合物以完全将气体溶解在油中的容器的数量(从82atm的入口压力到110atm的泡点压力)等于：

在此，我们假设平均扬程在82至110atm的范围内等于0.08atm(名义扬程的20％等于4m)。

假定ESP的所有操作元件均消耗相同的容量(可归因于350个泵元件的容量)

c)考虑到一个元件的高度为6cm，直径为10cm，并且热量分布在整个21m长(350个元件)的泵上，我们将定义每350个元件的热容量q₀。那么，350个元件的热源容量等于：

其中d–泵直径，l–泵长度，π＝3,14。

d)然后，相对温度(泵中的温度升高)等于：

假设地热系数等于0.03℃/m，让我们计算泵的绝对温度。

为此，让我们计算泵入口处的混合物温度。它等于：

Т_f＝82-(2680-2227)*0,03＝68℃在泵入口处 (29)

然后，泵的绝对表面温度将等于：

Т_w＝155+68＝223℃ (30)

223℃的温度接近允许的温度(允许的230℃)。

ESP 5-20-2350的生产率为16.6，这是不可接受的，因为对于这样的流入，有必要在X-树上安装井口扼流圈，这将导致低效的电力消耗。

因此，让我们定义比率：

让我们将潜水电动机的交流频率降低Z倍。

频率等于：

这样，生产率将达到16.6m³/天。扬程将下降至：

扬程平衡：1632m＝1444m+50m+138m

总共所需扬程为1900m。显然，1632m的扬程不足。因此，不允许进一步降低交流频率。

让我们计算交流频率降低时泵温度的变化。

消耗的容量将降至：

热源容量等于：

然后，根据()，泵中热源的容量等于：

泵的绝对温度等于：

Т_w＝134+68＝202 (38)

通过比较温度计(6)和(8)的读数，我们发现差值ΔT_t。如果

ΔT_t≈ΔT (39)

具有±5％的精度，则我们认为井速率稳定过程已完成。

间歇运行：

如果在ESP运行过程中泵的相对温度升高，从而扬程下降到所需扬程以下：

Н_oper<H_d+H_d+H_reg+H_ogs (40)

其中，Н_oper–离心泵的工作压力，Р_inlet–泵入口压力，Н_ogs–集油系统中的压力。也就是说，有必要关闭ESP，建立Р_inlet与时间的关系曲线。将井中液体积聚的时间Т_acc定义为入口压力Р_inlet＝Р_bpp的值。泵投入运行时，泵温度不超过Tw≤Tadm；同时，我们考虑了装置工作时间Т_oper。同时，我们记录泵出在初期的电流强度I_in和I_fin，定义初始井生产率Q_in和停机前的井生产率Q_fin(最终生产率值)。让我们以算术平均值的形式计算出输送液体的体积：

该装置的工作参数提供给工艺工程师：产液体积；装置工作时间T_oper；累积时间(停机时间)T_acc。

所有工艺参数都传达给公司的工艺工程师(地质学家)。

优化模式。

在启动后，如果泵的入口压力变得恒定且高于泡点压力，则有必要使用以下公式定义额外的井生产率：

ΔQ＝k(P_bpp–P_bh2) (43)

让我们使用以下公式计算泵速度(交流频率)的变化：

我们将电流频率从50Hz增加50Z，定义相对温度。如果不高于允许的Т_n,add。，我们逐步提高速度：

ω＝Zω_i (45)

随着泵入口压力Р_inlet的进一步减小，建议根据(1)增加交流频率。

所有工艺参数都将传达给公司的工艺工程师(地质学家)。

抑制结垢

为了抑制结垢，我们将泵温度降低到结垢过程Т_salt开始的条件。

速率稳定的整个过程将根据项目9.1、9.2、9.3进行。

例如，如果在井中开始结垢的相对温度等于46℃，则Т_p,adm.＝46℃。

所有工艺参数都将传达给公司的工艺工程师(地质学家)。

Claims (7)

1.一种通过安装电潜泵(ESP)来操作油井的方法，包括：

将ESP安装在油井中，并在相应安装深度的泵扬程中留出25％的余量；

确定ESP工作参数并将其输入控制站；

检查所述ESP的完整性；

将初始交流频率ω_in设置为50赫兹，设置ESP温度极限，使ESP温度低于允许温度T_p<T_adm；

记录工作参数：ESP初始入口压力P_inlet、ESP初始温度Т_w0、电流强度I；

在记录ESP入口压力P_inlet，ESP表面温度T_w和ESP入口温度T_f的同时将所述ESP投入运行；

在所述ESP入口压力高于或等于泡点压力Р_inlet≥P_bpp的情况下运行所述ESP；

当ESP入口压力等于所述泡点压力Р_inlet＝Р_bpp时，记录温度T_f和T_w，确定井生产率Q_f0，在一个或多个小时内以恒定或不断增加的ESP入口压力稳定ESP速率；记录以下参数：井生产率Q_f，ESP入口压力Р_inlet，ESP入口温度T_f，ESP表面温度T_w，电流强度I_oper，其中ESP表面温度T_w和ESP入口温度T_f之间的差值保持恒定或下降不超过10％并稳定下来；

当ESP入口压力Р_inlet低于所述泡点压力Р_bpp并且差值Т_w–Т_f增大时，测量以下各项：井底压力Р_bh1，K–井产能系数，m³/天*MPa，从井底到ESP吸力水平的液柱压力Р_fl.column，ESP初始入口压力Р_inlet0，储层压力Р_res.等于闲置井中的井底压力，并使用以下公式定义井生产率的增加：

Q₁＝k(P_res–P_bh1)在压力P_bh1＝Р_inlet1+Р_fl,column下，

其中，Р_bh1-井底压力，Р_fl,column＝Р_inlet0，在P_bh2＝Р_inlet2+Р_fl,column压力下，使用公式：Q₂＝k(P_res.–P_bh2)定义K–井产能系数，m³/天*MPa，其中，Р_bh2–工作时间t₁后的井底压力；

定义井生产率增加的差值：

ΔQ＝Q₂–Q₁＝k(P_inlet1–P_bh2),

定义Z比：

，其中，Q_opt为井最佳生产率；

将ESP速度降低Z，并通过ESP入口压力Р_inlet高于泡点压力来稳定装置速率，并根据以下关系式提高离心ESP速度：

ΔQ_f＝k(P_inlet1–P_bpp)；

计算交流频率和电流强度，并测量ESP温度T_f，

以井最佳生产率Q_opt、动态水平Н_d、装置的电流强度I_oper和ESP表面温度Т_w的值继续ESP运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将以下工作参数输入所述控制站：k–井产能系数，m³/天*MPa；初始储层压力–P_res.，MPa；ESP工作温度–T_w。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了进行ESP泄漏测试，需要打开阀门，设置旋转方向，关闭X-树处的流线阀门并启动ESP，在所述X-树处加压到40atm，关闭ESP，然后在15分钟的过程中检查所述X-树处的压力。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果ESP温度T_w等于ESP入口温度T_f，并且电流强度I_oper等于1，则记录温度T_f和T_w，并且重复装置启动过程。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ESP速度降低Z。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由于ESP入口处的流温度T_f升高，根据T_f、T_w、井生产率Q_f、动态水平H_d、ESP吸入压力Р_suction、电流强度I_oper、电压U_oper、交流频率的值，ESP的运行以超过10％的差值(T_w–T_f)继续进行。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当ESP吸入压力降低，ESP温度升高至扩展电缆的工作温度值时，关闭ESP以进行累积，直到ESP吸入压力值达到Р_suction＝1.2Р_bpp为止，且条件为

当T_w≥T_adm

其中，H_curr.head–当前扬程，H_head(ωst)–标准交流频率下ESP的扬程，在Р_suction＝1.2Р_bpp的值下，ESP以累积时间t_acc投入运行；泵出时间t_pump-out、工作电流I_oper、电压U_oper、初始和最终ESP表面温度Т_w,initial、Т_w,final。

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