摘要：由于油田开发进入到后期，部分区块利用注水进行开发势在必行，而对于传统的开发模式一般是建立管网，然后水通过地面的泵把水注入到井底，但是这样的措施需要投入前期的大量资金投入。本文是利用电潜泵改装成同井的电泵机组，采用同井采注技术是利用产水层的 IPR 曲线知道产水层的流入特征，再结合吸水层的注水指示曲线知道在吸水层位的注水压力以及注水量之间的关系变化趋势，结合产水层与注水层的井底流动压力、地层压力以及各个层位的深度大小，确定泵所需要的提供的扬程以及功率，根据所求的大小完成选泵的型号这一过程，从而实现通过潜游电泵工作实现同井采注的最优化过程。
关键词：同井采注水；电潜泵；顶置电
1 问题的提出与基本意义
对于开发到中后期的油田区块来说为了提高油藏的驱动能力，注水是一项切合实际并且高效的提高采油效率的工艺技术。现在我国的注水工艺师通过地面的离心泵去完成注水任务的，从而来保证维持油藏的压力和产量的目的。在区块开发的初期，对于一些的易于开发的油层来说可以满足需要，但是对于到油田的开发的不断深入和细化后，尤其是对于那些低渗透油层以及边远井区，收到管网和管输距离等设备仪器的限制。而对于电潜泵的特点排量大、杨程高等。适用于注水驱油的生产井、高含水的生产井以及低油气比生产井进行采油。在本文中研究的方面是对于同井的采注技术，选择不同的层位，中间用分隔器进行隔开，把水层作为水源对油层进行注水。这种方案具有节约成本、操作方便、效果显著的特点。
2 同井采注工艺原理
2.1 上采下注工艺
其中上采下注工艺是：注水层在产水层的下方，电机为下端提供扭矩，电机的上端为保护器而下端是为倒置的保护器，其中泵为倒置式泵，而封隔器的作用是为了用来隔离层系。对于顶置潜油电泵各部分的是按油管、封隔器、倒置离心泵、泵吸入口、倒置保护器、电机、上保护器（从上到下顺序）安装下来的，其机组的安置范围在水层以下油层以上。而对于水来说，它是先是被泵上部分的吸入口吸入到泵中，然后逐级加压，最后通过离心泵下部的排除口排到隔离器以下，最终注入到注水层中。
2.2 下采注上工艺
而对于下采上注的同井采注开发方式来说，产水层在下方而注水层在上方，电机同样为下端提供扭矩，同样对于电机上端为正常的，而下端是倒置式的隔离器，泵是浮动泵，是通过导流罩通过保护器进入到泵中的
3 电潜泵的采油装置和工作原理
电潜泵采油装置主要分为三个部分：
（1）井下机组部分：潜油电机、保护器、分离器和多级离心泵。（2）电力传输部分：潜油电泵。（3）地面控制部分：控制屏、变压器和接线盒。
其中电潜泵抽油工作流程是：分离器 多级离心泵 单流阀 泄流阀井口出游干线。离心泵的工作特性：各种类型的电泵都有各自的特征曲线，利用纯水作为实验对象，根据实验所得到的结果我们可以绘制造制出来关于排量、功率、效率的变化曲线。从图1可以看得出来，有了特征曲线以后，就可以在不同的排量下面有效地计算出有效功率和效率，即可以得出 Q-η 曲线，根据离心泵的特征曲线可以看出来：随着排量的增加压头不断地减小；而泵轴的输入功率随着排量的增加而增加。在离心泵曲线的最高点被称为是额定工作点。在额定工作点的附近排量被称为是最佳排量范围（就是图中浅蓝色区域）。所以离心本在工作的时候应该尽量在额定工作点范围之内。
4 同井采注水工艺设计
4.1 同井采注注水的设计思路
在文章中，我们在前面的设计过程中，是三个过程（1）产水层的产能曲线、（2）吸水层的注水指示曲线和（3）电潜泵的特性曲线把这三个曲线协调起来，达到最终的最优 化结果，就是在最高的工作效率点，电潜泵的特征曲线的最高峰点周围区域，同时发现找到一个相对合理的点实现三线的最好协调，实现工作效果的最优化。
4.2 吸水层的注水指示曲线
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图 1 潜油离心泵的特征曲线图 图 2注水指示曲线
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（2）
如图2所示，注水指示曲线可以在这些方面发挥作用：（1）反映地层吸水能力变化规律，为层位之间的注水提供依据。（2）了解地层的压力恢复情况。（3）反映封隔器密封情况。（4）注水井底是否干净。（5）套管是否串槽。在本文的研究方面上，地层是相对不发生的变化，处于一个相对稳定的拟稳态，这时候吸水指数是一个常数，产水层的产能曲线是一条线性曲线，在研究方向上注入压力和注入量是呈正比的。
4.3 产水层的产能曲线
如图3所示，在本文研究中，在油管中均是以纯水的单相流动状态，从而根据定义规定我们可以知道，采油指数是采油量和生产压差之间的比值，即单位压差下面的生产井产油量。所以我们可以根据曲线的斜率的负倒数可以判断出来，在对于单相的液体流动直线型IPR曲线，其图形以及斜率是直线。所以在本文的研究方向上面，采油指数是一个常数。
就是公式：.png)
中的J是常数。
4.4 电潜泵的工作特性曲线
4.4.1 电潜泵曲线的分析（如图4）
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图3 纯水渗流的流入动态特征图 图4 潜油离心泵的特征曲线图
目前国内使用的电潜泵排量一般都在30-150m³/d范围内，一般选择30、50、70m3/d的排量优选匹配的30m3/d叶导轮，在选择电潜泵的时候应该根据地层性质的改变选择合理的排量范围。本文中应该按照采上注下或采下注上的对于潜油电泵机组进行安装。在生产的过程中，我们不可能保证流量总是处在效率点的最高点的地方，并且要使得其可以在最高点附近保持。
4.4.2 电潜泵井系统效率分析
电潜泵井的系统工作效率计算公式如下所示：.png)
公式（4-2）中：
N--有效功率，kW；
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Ny--地面输入功率，kW；
H--油层中深，m。
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公式（4-4）中：η--电潜泵井系统效率；ηD--潜油电动机效率；
Hs--单级泵扬程，m；Z--泵的级数。
通过上方的计算公式可以对于电潜泵井系统工作效率进行计算，并判断泵的下深等各个的工作参数是否在合理的范围内，但对于在最适合的工作条件下工作的泵这些不是全部的所需条件。、电潜泵井的系统效率 η 的计算公式如下所示，在系统的效率达到最高的时候符合的条件是
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4.4.3 潜油电泵变频控制
由于在开发的后期，地层的能量不断下降，这时候生产井的排量和供液量的关系发生变化，其值的下降严重影响电泵机组的正常工作。这种情况下，我们可以依靠变频装置，利用调整机组转数来实现对于电潜泵的排量的调整，实现电潜泵的工作效率的最优化，达到最终通过变频装配实现对于电潜泵的电机转动实现对转速的控制，从而达到排量与生产井供液量大小的控制。例如当电潜泵的排量小于生产井供液量的时候，这个时候为了保证电机的正常运行，防止对于电泵机组、电缆的损害，电潜泵使用转速降低的方式实现对于电机组的正常工作的保证。
结语
本文是以单相流作为研究对象，根据井的产水层位的供液能力、吸水层的吸水能力、以及产水层位与注水层位的高差引起静水压力等一系列参数，计算出来泵的功率大小，从而利用此选择合理型号功率的泵，以实同井采注的最优化生产过程。在本文的研究过程中，首先对于生产井的生产能力作为一个产能估计，然后通过产水层位和注水层的生产参数得到一个泵的扬程，选择合适的潜游电泵实现把产水层位的水注入到注水层的工作目的，选择合适的泵在这里面显得尤为重要。在这里强调得是在同井采注的目的是为了在水井周围的油井提供驱动能量。
参考文献：
[1]程心平，刘敏，罗昌华，等.海上油田同井注采技术开发与应用[J].石油矿场机械，2010（010）：82-87.
[2]王光波，肖然.影响注水井吸水能力的要因分析[J].今日科苑，2008（16）.
论文作者:李方凡
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/18
标签：水层论文; 曲线论文; 排量论文; 离心泵论文; 吸水论文; 工作论文; 油层论文; 《基层建设》2019年第28期论文;