中石化胜利油田化学驱人工举升技术优化与流量提升策略

化学驱开发背景与人工举升面临的挑战

胜利油田作为我国重要的原油生产基地，长期致力于提高采收率技术的研发与应用，其中化学驱技术已成为稳产增产的关键手段。在聚合物驱、三元复合驱等化学驱工艺实施过程中，井筒流体性质发生显著变化，表现为粘度增加、非牛顿流体特征明显以及液量波动剧烈。这些物性改变直接导致传统人工举升方式效率下降，泵效降低，甚至出现卡泵、断杆等故障，严重制约了化学驱区块的持续高效运行。针对这一现状，深入分析井筒流动规律，优化举升参数，成为保障化学驱效果的核心环节。

随着化学驱规模的扩大，井筒内多相流流动机制变得更为复杂。高粘度流体在泵筒内的充满程度受到影响，气体分离效率降低，使得电潜泵或螺杆泵等主流举升设备面临更大的运行阻力。此外，化学剂对设备材质的腐蚀性以及结垢风险，也对举升系统的可靠性提出了更高要求。在实际生产中，部分井区因举升制度不合理，导致能耗大幅上升，单井日产液量未能达到预期目标。因此，结合地质动态与生产数据，对人工举升系统进行精细化优化，是解决当前生产瓶颈、提升单井贡献量的必然选择。

举升工艺选型与设备适应性优化

在胜利油田化学驱区块的实践中，电潜泵（ESP）与螺杆泵（PCP）是应用最广泛的两类人工举升方式。针对高粘度、高气油比的流体特征，设备选型需综合考虑排量范围、扬程需求及耐蚀性能。对于液量较大且粘度适中的井，经过改进的防砂型电潜泵通过优化叶轮级数和导叶角度，能够有效提升对剪切敏感型聚合物溶液的适应性。而对于含砂量较高或液量波动大的井区，双转子螺杆泵因其排量稳定、抗气液混输能力强，成为重要的替代方案。现场应用表明，合理匹配泵型与工况，可显著降低故障停机时间。

设备本体的材质升级与结构改进是提升适应性的另一关键路径。化学剂中的表面活性剂和碱组分可能对金属部件产生应力腐蚀或氢脆效应，因此，泵壳、转子等核心部件广泛采用双相不锈钢或表面喷涂陶瓷涂层，以增强耐磨防腐性能。同时，针对化学驱流体易形成乳化液的特点，优化泵入口防气罩结构，减少气体进入泵筒的概率，有助于维持泵的充满系数。此外，配套的下入深度与泵径组合需通过数值模拟与实际测试相结合的方式进行动态调整，确保在复杂井况下实现最优的能量传递效率。

运行参数动态调控与节能降耗策略

人工举升系统的运行参数并非一成不变，需根据油藏动态变化进行实时调整。抽油机井的冲次、冲程以及电潜泵的变频频率，直接影响举升效率与能耗水平。通过安装智能传感器实时监测井口压力、电流、温度等关键指标，可以建立基于数据驱动的调控模型。例如，在聚合物注入浓度变化阶段，适当降低冲次或调整变频输出，以避免因流体粘度突变导致的过载保护停机。这种动态调控策略不仅延长了设备使用寿命，还有效控制了单位液量的电费支出，实现了经济效益与技术效益的双赢。

针对高耗电问题，胜利油田部分区块开展了针对性的节能改造。通过引入高效永磁电机替代传统异步电机，以及优化减速箱传动效率，整体系统能效提升了10%至15%。同时，利用数字化管理平台对全站设备进行负荷分析，剔除低效运行井，将闲置或低效设备替换为适合当前工况的小型化举升装置。在夜间低电价时段，通过智能控制策略适当增加排量，利用储液罐缓冲作用，平抑昼夜负荷波动，进一步降低了峰值功率需求。这些措施在不增加额外投资的前提下，通过管理优化实现了显著的节能效果。

故障预警机制与全生命周期管理

建立完善的故障预警体系是保障化学驱举升系统稳定运行的基础。传统的事后维修模式难以应对突发性故障带来的产量损失，因此，基于振动频谱分析、电流波形识别以及温度趋势预测的智能诊断技术被逐步引入现场。通过对历史故障案例库的学习，系统能够识别出转子偏心、轴承磨损、电缆绝缘老化等早期征兆，并及时发出预警信号。这种预防性维护模式使得维修窗口期更加可控，大幅减少了非计划停机次数，提高了单井的产量连续性。

全生命周期管理理念贯穿于举升设备从选型、安装、运行到报废的全过程。在设备安装阶段，严格把控下井工艺质量，确保扶正器、密封段等部件安装到位，避免因安装不当引发的早期失效。在运行阶段，定期开展井筒清洗与化学剂残留处理，防止聚合物降解产物或结垢物堵塞泵吸入口。对于达到服役年限或技术落后的设备，及时进行淘汰更新，并回收可用零部件。通过建立完整的设备档案与维护记录，为后续类似区块的举升设计提供数据支撑，形成良性循环的技术迭代机制。