茍建元

【摘 要】由于海洋采油技術應用的設備多，而且采油的生產成本較高，為了充分的利用海上平臺，最大效率的進行海上油氣資源的開采，海上采油優(yōu)化技術是一種有效的途徑。文章通過調研研究結合海上采油系統(tǒng)的實際，開展了海上采油技術電潛泵采油系統(tǒng)和整個系統(tǒng)的優(yōu)化研究。通過研究對于提高海洋采油的效率具有重要的意義。

【關鍵詞】海上采油；優(yōu)化；電潛泵；整體；效率

海上采油技術指的是利用海洋平臺將海洋地層中的油氣資源開采出來，再經過一定的分離和存儲，然后通過海底管道或者船舶，將采出的油氣資源輸送到陸地上的技術。由于海上特殊的環(huán)境，對于海上石油的開采提出了更高的要求。海洋采油平臺一般都會設置中心平臺，在中心平臺的周圍再設置其他的生產平臺。由于海洋平臺的成本高而且空間有限，因此海洋石油開采的井一般都是叢式井。海洋采油平臺通常采用油氣集中運輸?shù)姆椒?，首先是生產井生產出來的油氣水混合物，通過井口泵對混合物加壓，從而驅動油氣水的混合物輸送到海底管道的運輸系統(tǒng)中。海底管道可以持續(xù)的進行油氣資源的輸送，而且不會受到天氣等因素的影響，運行的成本也不高，因此應用海底管道輸送的方式越來越廣泛?，F(xiàn)階段在海上采油生產方案的設計過程中，一般采用的是經驗的方法，沒有將海上采油生產平臺作為一個整體系統(tǒng)來研究，將海上采油生產平臺作為一個整體的系統(tǒng)來研究，對系統(tǒng)的各個參數(shù)進行優(yōu)化設計，從而不斷的提高海上采油的產量，提升海上采油平臺采油的效率，并且降低采油的生產成本。

1.海上電潛泵采油裝置優(yōu)化研究

為了能夠有效的提高海上電潛泵采油系統(tǒng)的效率，需要對海上電潛泵采油系統(tǒng)的各個工作過程進行分析，充分的分析電潛泵采油系統(tǒng)中，井筒中的多相流流動方式。由于海上采油系統(tǒng)中井筒中的流動通常為多相流動，在井下通過電潛泵泵出的地層中油氣資源，在井筒中不斷的上升，最終到達海上平臺生產井的井口，經過井口節(jié)流噴嘴后，地層中的油氣資源就進入到了統(tǒng)一的輸送管線中。井下電潛泵在工作的過程中，當?shù)貙右后w的壓力，比氣體的飽和壓力低時，地層流體中就會有氣體的析出，從地層流體中析出的氣體會影響到電潛泵的工作效率和工作壽命。這就需要對電潛泵采油系統(tǒng)井筒中的多相流體進行分析，利用分析結果，來確定電潛泵的工作參數(shù)，從而盡量的減少電潛泵吸入液體的氣體含量，最大限度的改善電潛泵的工作環(huán)境，延長電潛泵的工作壽命和效率。在海洋平臺的井口應的節(jié)流噴嘴，噴嘴的大小是采油系統(tǒng)優(yōu)化的關鍵，節(jié)流噴嘴的大小直接會影響到油氣資源的產量，同時還會影響到井筒中的油氣的流動狀態(tài)以及設備的運行狀況，因此需要進行節(jié)流噴嘴的設計計算，改善噴嘴的工作性能。在節(jié)流噴嘴流出之前流體的壓力，一般是可以通過設備來得到的，但是由于流體狀態(tài)的不同，會影響到壓力的準確性。

在海上采油電潛泵系統(tǒng)工作的過程中，由于電潛泵的作用會對地層流向井底的液體狀態(tài)進行改變，在電潛泵加壓和加熱的作用下，井筒中的流體經過電潛泵之后就會發(fā)生相應的改變。因此在生產井的整個井筒中，溫度和壓力的變化不是連續(xù)的，而是在電潛泵的位置存在一個突變，但是在電潛泵的上部和下部都是連續(xù)存在的，從電潛泵的上部到井口，以及電潛泵的下部到地層中，流體的壓力和溫度的變化是連續(xù)，只是在電潛泵的位置存在一定的跳躍。地層的流體經過電潛泵后向上流動的過程中，流動的狀態(tài)為垂直或者傾斜的兩相管流，在電潛泵以下，地層中的流體流向電潛泵的過程中為多相管流，由于流動狀態(tài)的不同，導致了流體在流動的過程中需要采用不同的模型來求解，通過計算的結果可以更好的為電潛泵的設計提供技術參數(shù)。在海上電潛泵采油過程中，生產井的井口通常都在海洋生產平臺上。所以在進行井筒中流動狀態(tài)的計算時，由于海水的影響，需要將井筒分為兩個部分來計算，一個部分就是海水覆蓋的井筒，另外一個就是海底以下的井筒。流體在井筒中的流動規(guī)律是非常復雜的，整體計算出整個井筒中的流動狀態(tài)是非常困難的，通過分段的方法可以方便有效的進行井筒中流體流動狀態(tài)的計算。

2.海上采油系統(tǒng)優(yōu)化分析研究

通過將海上采油系統(tǒng)進行分區(qū)塊研究的方法，可以將復雜的系統(tǒng)問題簡單化和局部化，在區(qū)塊開展采油系統(tǒng)的優(yōu)化研究，從而使局部采油系統(tǒng)的采油效率和產量最大化，最大限度的發(fā)揮井下電潛泵系統(tǒng)工作效率。由于海上平臺生產系統(tǒng)是一個綜合的整體，井與井之間會存在一定的影響，特別是距離相近的井。所以每一口達到生產效率最大化的狀態(tài)，并不能保證整個采油生產平臺的效率最大化，其中一口井的效率最優(yōu)，并不是海上采油系統(tǒng)優(yōu)化的目的，只有整個海上石油生產系統(tǒng)的效率得到了最優(yōu)化，才能夠使海上生產平臺的效率最大化。如果為了某一口井的生產效率最優(yōu)化，卻極大的影響到了其他井的生產效果，這樣顯然是不妥的。為了能夠保證整個海上采油系統(tǒng)在效率、能耗等方面的最大優(yōu)化，需要對影響這幾個方面的參數(shù)進行詳細的分析，同時達到效率、能耗、產量三個方面的最優(yōu)化是非常困難的，因此實際的優(yōu)化工作中，只能夠有側重性。通過對每個影響因素的權重分析，將整個海上平臺生產系統(tǒng)在效率、能耗和產量三個方面達到平衡。海上采油系統(tǒng)采油井都會安裝節(jié)流噴嘴，流體經過節(jié)流噴嘴之后，就會通過多路閥然后集中到統(tǒng)一的集輸管線中。在多路閥后可以測量系統(tǒng)中的回壓，同時可以測量測量整個平臺的生產總量。在海上采油系統(tǒng)優(yōu)化的過程中，要建立日產油最高、噸成本最低、和能耗最低的多目標函數(shù)，從而保證海上整個生產平臺的工作效率最優(yōu)。

3.結束語

海洋油氣資源是非常重要的資源，如何高效安全的將海洋油氣資源開采出來，是需要重點的研究解決的問題。為了能夠有效的提高海上電潛泵采油系統(tǒng)的效率，需要對海上電潛泵采油系統(tǒng)的各個工作過程進行分析，充分的分析電潛泵采油系統(tǒng)中，井筒中的多相流流動方式。節(jié)流噴嘴的大小是采油系統(tǒng)優(yōu)化的關鍵，節(jié)流噴嘴的大小直接會影響到油氣資源的產量，同時還會影響到井筒中的油氣的流動狀態(tài)以及設備的運行狀況。通過對每個影響到整個海洋開采系統(tǒng)因素的權重分析，實現(xiàn)整個海上平臺生產系統(tǒng)在效率、能耗和產量三個方面的平衡。 [科]

【參考文獻】

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[2]戴煥棟，張鈞.海上采油工程手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2001：694-715.