贝克休斯CENesis系列电潜泵

阅读 140 2016-11-30 看点 · 贝克休斯CENesis系列电潜泵,贝克休斯,CENesis,电潜泵,企业报道

产品名称: 贝克休斯CENesis系列电潜泵项目时间:2015项目地点:美国项目国家:美国所属公司:贝克休斯项目简介:贝克休斯的CENe

产品名称: 贝克休斯CENesis系列电潜泵

项目时间: 2015

项目地点: 美国

项目国家: 美国

所属公司: 贝克休斯


项目简介: 

贝克休斯的CENesis ESP系统就是为了最大化小曲率井产量而设计开发的,该系统可顺利通过的最大井筒狗腿度为25°/100ft(甚至更高)。CENesis ESP系统的马达、泵、保护器和气体分离器的连接采用了非常规法兰设计,无需使用螺栓,使得CENesis系统在水平段可以下入更深的深度,机组更靠近产层,开采率也更高。而且该技术能够避免非常规油气藏方面的生产间断。它可以将石油中的天然气进入电潜泵之前分离出来,这样可以减少生产停工时间,降低电潜泵工作故障发生率,从而最终提高油藏采收率。

主要问题:

在油田完井作业中,井筒轨迹的复杂设计(如大斜度井、水平井)通常会限制电潜泵下入深度,造成ESP作业效率和油藏整体开采率下降,对开发商收益造成巨大影响。 目前,业内常用ESP系统能顺利通过的井筒最大狗腿度约为6°/100ft。随着大斜度井、水平井开采方式的普及,人工举升的作业难度提高,开发商急需一款小曲率半径的ESP系统来提高产量。然而,在小曲率半径井中,ESP设备的法兰连接面要承受巨大的弯曲应力,设备受损几率增加,ESP系统的稳定性降低。


解决方案:

贝克休斯的CENesis ESP系统就是为了最大化小曲率井产量而设计开发的,该系统可顺利通过的最大井筒狗腿度为25°/100ft(甚至更高)。CENesis ESP系统的马达、泵、保护器和气体分离器的连接采用了非常规法兰设计,无需使用螺栓,使得CENesis系统在水平段可以下入更深的深度,机组更靠近产层,开采率也更高。 众所周知,ESP设备下入深度越深,可供泵开采井液越多(即吸入口以上液柱越高),总产量随之增加,在这种情况下就可以使用高产量的离心泵,提高整体采收率。此外,随着下入深度增加,离心泵吸入口的压力也会增加,离心泵受到游离气体的干扰降低,ESP系统的稳定性增加, ESP系统的气锁风险也降低了。 在CENesis 出现以前,ESP设备都通过法兰和螺栓连接,相比于CENesis的无螺栓连接操作要耗费更多的作业时间。同时,法兰和螺栓连接还增加了完井过程井筒落物的风险,任何工具落入井中都要进行昂贵的打捞作业,更危险的是若不能及时发现落物,后续的ESP下入、运行过程将受到更大的损坏。 CENesis ESP系统的设备连接为无螺栓式,安装时间更短,工具掉落井筒的几率也更低,安全性、稳定性更高。目前,贝克休斯是业内唯一拥有、提供该技术服务的公司。


案例分析:

案例一:在美国Permian 盆地的一口ESP井短期内经历了3次设备故障,该水平井狗腿度最高达12.5°。 ESP的使用寿命短。贝克休斯工程师安装了新型的CENesis小曲率半径ESP系统,包括FLEXPumpER离心泵、配备MaxRate 软件的Electrospeed Advantage变速控制器和AMBIT PLUS 实时生成监测系统,在大斜度段的ESP下入深度较以往增加了445ft。 结果ESP系统成功通过狗腿度12.5°的井段。 与其他ESP系统相比,下入深度增加了455ft。 日产量提高了80%。 气体解决方案提高了系统稳定性。 避免了停泵操作。

案例二:在美国俄克拉哈马州一家开发商计划在一口新井中使用ESP作为人工举升方案。但是由于在钻井过程中发生了轨迹偏离问题,井筒出现了一段狗腿度达到21°的大斜度段,常规的ESP设备根本无法通过,开发商又不想继续增加成本进行修复钻井作业。为此,开发商不得不选择其他效率较低的人工举升方式进行开采,贝克休斯的工程师为其提供了一种更加理想的解决方案。 针对该油田的作业难题,贝克休斯向开发商推荐了CENesis小曲率半径ESP系统,该系统专为解决大斜度井开采问题开发了创新型无螺栓连接技术。与常规的法兰—螺栓连接设计不同,无螺栓连接将ESP系统的可通过狗腿度上限提高到25°/100ft,ESP可下入深度更深,离心泵更靠近产层,油藏整体开采率更高。而目前,贝克休斯也是业内目前唯一能够提供小曲率半径ESP服务的油服公司。 CENesis ESP成功的通过了垂深为5945ft、狗腿度为21°的大斜度段,顺利完成了开发商的完井计划,没有进行额外的钻井作业,作业成本明显降低。投产后该井产量为400BPD,达到了开发商的预期生产目标,客户对CENesis的应用结果非常满意,表示在后续的作业中将继续使用同类产品。

案例三:CENesis PHASE系统在非常规井中提高440%的设备入井寿命:一家堪萨斯州的油公司有一口井采用7½英寸套管完井,在生产的第一年,共下入了2套标准的电潜泵(ESP)系统和1套气举系统来提高产量。然而,每种人工举升方式效果都不理想。气举因无法降低井底压力而限制了产量;电潜泵经常停机,而且马达温度太高,带来生产延期和可靠性问题。 每套传统的ESP系统仅能生产几个月,之后当井内压力下降后,就出现气体相关的问题,造成气体段塞问题频发。随着井内气体量增加,进一步造成ESP频繁气锁,最终泵只能举升少量甚至举升不出液体。另外液流是维持作业温度的关键。气锁事故最终使初期的2台ESP仅分别短暂工作了144天和102天。 之后,油公司决定尝试气举方案。气举系统不会受气体影响而停机,但产量很低。气举产量从未超过4桶/天,而初期的2台ESP平均产量分别为66桶/天和59桶/天。正因为气举的产量太低、不具经济性,因此油公司找到贝克休斯寻求其他ESP方案。 评估前期气举方案的作业效果后,贝克休斯建议在7英寸套管内使用5½英寸的CENesis PHASE™囊封式多相流生产解决方案。这是降低非生产时间(NPT)和增加ESP系统可靠性及入井工作时间的最佳选择。


这次是CENesis PHASE系统在陆地的首次应用,在全球的第二次应用,不仅避免了因高温引起的停机,同时也提高了产量,延长了设备的入井寿命。与标准的ESP系统相比提高了440%。

案例四: 一家俄克拉荷马州的油公司有一口井采用了7½英寸套管完井,选用连续气举作为最佳的人工举升方式。然而,气举生产2年半后,井底压力(BHP)仍为683 psi(4.71 MPa)。虽然气举产量稳定,修井成本低,而且不受气体段塞影响,但却因为无法降低井底压力而不能最大化储层产量。 油公司意识到气举的产量远远达不到理想的流入动态曲线(IP),从而限制了产量。因此他们找到贝克休斯寻求一种可靠的人工举升解决方案。 经过评估井况后,贝克休斯工程师决定采用电潜泵(ESP)系统,这种方案是有效降低井底压力提高产量,提高采收率的最佳选择。而在 ESP系统设计时,必须对高气体含量做特别考虑。

CENesis PHASE囊封式多相流生产解决方案,通过将井底压力由683 psi(4.71 MPa)降低至150 psi(1.03 MPa),提高了储层向油井流入的液体量。油、气产量分别提高了19%和43%,与相同井况典型的电潜泵相比,入井寿命延长了73%。

案例五: 一家俄克拉荷马州的油公司有一口井采用了51/2-in英寸套管完井,并使用了标准的电潜泵系统。经过几年生产后,井内压力下降,出现气体段塞现象。气体段塞导致长时间没有液体流经电潜泵,进而由于马达温度过高造成ESP经常停机。系统经常停机,造成产量下降,影响井的经济性。而且,马达温度过高和重复停机可能对ESP系统寿命造成致命伤害。 经过评估井况后,贝克休斯工程团队决定采用CENesis PHASE™囊封式多相流ESP系统,该系统是小尺寸套管解决气体段塞问题的最佳方案。系统在设计时将泵和气体隔离,避免泵抽空,重复循环流经马达的液体以避免温度过高。该系统兼具最新的FLEXPump™系列泵的特点。300系列的FLEXPump6泵是业内首款细缆、混合流泵,该款泵明显提高了小尺寸套管内处理气体和固体颗粒的能力。FLEXPump6泵设计适用的流量范围为20-80桶/天。除了新泵的特点外,系统包含一款经过优化的马达,提高了在小尺寸套管内的可靠性。


CENesis PHASE系统彻底避免了由气体段塞引起的停机,也避免了由于马达温度过高带来的可靠性问题。该系统通过降低非生产停机时间,维持产量稳定,整体提高了井的经济性。

案例六:一家位于德克萨斯州鹰滩页岩气的油公司,有4口完井套管为5½英寸、线重20磅/英尺(29.76 kg/m)的井,无法自喷后,油公司使用了有杆泵系统。然而在下完有杆泵后,发现 3口井的有杆泵系统无法有效降低井底压力,也就限制了产能。3口井的平均垂深为9,200英尺(2804米),斜深17,000英尺(5182米),液面均在井口以下600-1,100英尺(182-335米)。同时由于都是斜井,这3口井经常遇到抽油杆磨损情况。

为了大幅降低井底压力,贝克休斯工程师建议使用细缆CENesis PHASE™囊封式多相流ESP系统,配合使用毛细管的化学注入程序,避免ESP系统结垢。根据贝克休斯Autograph PC™尺寸选型及模拟软件的计算,液体蒸汽中自由气的含量约为85%。 Eagle Ford地区产出的油含水率低、API值高,因此CENesis PHASE系统被认为是该地区最佳的技术方案。之所以采用这种技术组合,是因为其不是单纯的分离气体和液体,而是让油气形成泡沫,有效避免ESP系统的马达过热;同时,CENesis PHASE独特的设计可引导液体流经马达,进一步保持马达冷却。 通过部署ESP系统和毛细管水垢及腐蚀处理设备,油公司和贝克休斯之间形成了一种固定的商业服务模式,包括环境保护承诺,扩展了ESP系统的功能,使之具有了处理水垢和腐蚀问题的能力。有了设计合理的毛细管和化学处理程序,也可以保证毛细管与不兼容化学品接触时不会出现堵塞、破裂和应力破坏。油公司有了这种将ESP系统和化学处理程序整合在一起的服务后,对解决Eagle Ford页岩区块生产相关的难题充满了信心。


亮点:

无螺栓设计安全防止部件掉落,小曲率半径ESP系统可进入大狗腿井段。石油中的天然气进入电潜泵之前分离出来,避免非常规油气藏方面的生产间断。