電泵井故障原因分析及對策實施

任飛翔+郝明輝+李繼明

摘 要：海四采油管理區對所管轄油井成立以來三年躺井原因進行了統計調查，從油藏特點、工況管理、管桿泵及井下工具配套、井況影響、作業質量等方面分因素進行分析，找出影響制約長壽井的突出問題和根源，并制定相應的對策。

關鍵詞：躺井分析、電機、電纜、控制柜、低效

一、電潛泵采油系統的組成

電潛泵采油系統主要由井下和地面兩部分組成，電潛泵井下系統有電機、保護器、油氣分離器、多級離心泵、動力電纜、電纜封割器、井下安全閥、單流閥、測壓閥、雙向流動閥、測壓裝置（PSI/PHD）、扶正器等裝置組成。

電潛泵采油系統的地面部分6kV一變多控柜、采油變壓器、電泵母聯柜、電泵控制柜（變頻柜）、接線盒和采油樹井口等組成。

二、海四管理區地質概況

海四采油管理區管轄埕島油田北區、西北區、中三區、中一、二區部分5個開發單元，含油面積33.9km2，動用儲量8914.54×104t，可采儲量1960.95×104t，共平臺29座，其中中心平臺1座、井組平臺17座、采修一體化平臺7座，單井平臺4座。

目前，海四生產管理區管轄油井198口，其中電泵井194口，螺桿泵井4口；電泵井開井182口，螺桿泵開井1口。

三、電泵井躺井分類分析

1、躺井原因分類

（1）故障原因分類：

2014-2016年海四管理區共發生躺井34口，電機故障50%，電纜故障41.2%，其中電纜連接處擊穿14.7%，5口在電纜連接包處擊穿，電纜連接施工質量需加強。對34口油井躺井原因進行分類，主要原因有機組故障、電纜故障、管柱漏失、地層出砂等，其中機組故障、電纜故障導致躺井共32口，占躺井總數91.2%。

（2）躺井前生產時間分類：

對34口油井躺井前本次生產時間進行分類（見下圖），生產時間最短、最長的油井分別為36天、4773天，躺井高發階段為生產1-4年，共27口，占躺井總數70%。

2、電泵井躺井原因分析

（1）、機組故障

機組故障躺井17口，占所有油井躺井50%。造成機組故障躺井的原因主要為電機無絕緣（15口），占機組故障躺井8%。另外2口為電泵機組連接處斷裂。

（2）、電纜故障

電纜故障躺井14口，占所有油井躺井41%，其中過電纜封處及附近電纜擊穿5口。

（3）、地層出砂

地層出砂導致躺井1口，占所有油井躺井3%。地層砂埋躺井的原因主要為防砂失敗，CB1FB-1于2015年5月31日-6月28日采用新工藝：一次多層擠壓充填防砂，開井后頂部封隔器在生產過程中突然解封造成環空中的砂子涌入管內造成躺井。

（4）、管柱漏失

管柱漏失躺井1口，占所有油井躺井3%。管柱漏失躺井的原因主要為管柱腐蝕穿孔、管柱質量不過關。

四、造成電泵井躺井的主要問題

1、電網波動及控制柜故障，導致油井頻繁停井

油井異常突然停井，沒有經過控制柜軟停功能緩沖，對油井電機、電纜沖擊很大，造成絕緣大幅降低，甚至導致油井停井、出砂井砂埋。

電網波動及控制柜故障是造成油井異常停井的主要原因。受惡劣天氣、陸地電網影響，海上電網波動較為頻繁，造成大面積停井，嚴重影響油井絕緣，甚至直接導致躺井。部分油井控制柜使用超過10年，元器件老化，控制柜故障率增高，造成油井異常停井；另外，變頻柜對電壓波動十分敏感，電網短時小幅波動時，往往造成變頻柜停井。

2016年海四管理區大線波動停井363口，其中變頻停井221口，占比60.7%。同母聯下變頻柜使用數量過多會導致諧波放大，影響油井生產，增加控制柜故障率。

2、油井作業質量、井下工具不過關

油井作業質量、油管質量、電纜質量對油井壽命有直接影響。

（1）6口油井生產不足一年即發生躺井，主要原因為防砂失敗導致出砂、電纜發生磕碰導致電纜擊穿；

（2）電機、過電纜封處電纜接頭處理質量不過關，造成電纜擊穿躺井。

3、低產低效

電機工作時會產生熱量，而井液流經電機表面帶走熱量，如果井液流速小于1ft/s時，電機就會出現溫升現象，運行溫度超過極限工作溫度，則絕緣材料老化和電機油損耗加劇，壽命縮短，每升高8OC絕緣材料壽命將要縮短一半。

地層能量不足、作業污染是造成油井低產低效井主要原因。部分油井所采地層注采對應不完善，油藏發育不理想，造成油井產液量較低；油井射孔、作業時，部分套管管壁雜質隨壓井液進入地層，造成近井地帶地層堵塞，表皮系數高，造成地層至井筒原油流動通道不暢。引起電機過熱，縮短電機壽命。

4、井液結垢、粘度大、含硫化氫

（1）井液礦化度較高，結垢趨勢較嚴重，部分油井電泵機組起出后發現結垢嚴重，熱量無法及時散出，嚴重影響電泵機組壽命。

（2）井液粘度較大，流動性較差，電泵舉升困難，日產液量低，影響電泵機組壽命。

（3）部分油井含硫化氫、二氧化碳，對油井管柱腐蝕嚴重，造成管柱漏失躺井。

五、電泵井運行現狀及對策實施

海四管理區共有電泵井193口，油井工況復雜多樣：低絕緣（≤5MΩ油井20口，）、含砂井（17口）、低泵效油井≤25% （13口）。另外還存在電網不穩定、老式控制柜較多等影響因素，造成油井生產不穩定，躺井風險高，管理難度大。

1、問題井對癥下藥，降低躺井風險

（1）低絕緣井待產作業，消除躺井隱患，提高油井效益

CB22B-2井絕緣為0，存在躺井隱患，油井管理區通過井組平臺作業期間對該井進行待產作業，本著效益的基礎，管理區對該井油井生產資料及地層做了詳細的分析，確定CB22B-2井檢換大泵、維護作業的方案，將該井的電泵排量由100方上提至150方，作業后油井產液比作業前增44噸，日油增5噸，同時節省動平臺費用300萬元。

（2）低液井伴液生產，精研堵塞機理，延長低效井壽命。

針對北區部分新井投產后泵效過低、不能正常生產的實際情況，2016年組織了CB6GA-13-14-16、6GB-9井四口低產井的伴液生產，伴液后泵效顯著提升達到40%，延長了電泵機組壽命；但伴液生產不是長久之計，下步將與科研所、工藝監督中心深化地質認識，精研堵塞機理，低成本治理低產低效井。

2、深化地面配電管理，降低停井幾率

變頻柜“三控”管理，降低故障停井率

①三控溫措施降低變頻柜超溫故障。針對海上平臺空間有限，控制柜擺放過于密集，不利于散熱的情況，制訂了三項控溫方法：一是變頻柜散熱風扇運行2年強制更換；二是配電間增加溫度控制；三是加裝大功率工業空調，降低環境溫度。②升級模板，降低模板故障率。將240型變頻柜控制板升級到2812控制板，實現三相電流、電壓的監控以及瞬間停井電流的記錄，提高系統穩定性，降低模板故障率。

3、躺井深剖原因，改進工藝，提高作業質量

（1）優化改進電纜連接技術，減少薄弱點

針對井口、過封、大小扁等3處電纜連接及穿越故障問題，配套井口電纜穿越V型整體密封、過封電纜整體穿越、大小扁電纜鉛封焊接等3項新技術，大小扁室內連接，過封處現場先穿越后再連接，減少薄弱點，優選先進工具，降低電纜連接躺井風險。

（2）規范電泵完井操作

現場配備濕度計實時監測環境濕度，濕度超過70%時暫緩注油、連接操作。自制電纜連接操作臺，提高電纜連接操作質量。

針對以上油井躺井原因的分類以及問題分析，海四生產管理區合理確定了控制躺井率及培養長壽井短期和長期規劃的目標，根據區塊特點，改進管理思路，攻關治理技術，優化配套模式，制定切實可行的對策，并分解任務，落實責任，實現重點突破、整體推進，提高管理區的油井管理水平，穩定油井生產，降低躺井率，努力實現油井5年免修期的目標。endprint