1 SZ稠油油田人工举升过程中出现的问题

SZ油田属重质稠油，原油具有密度大、黏度高、胶质沥青含量高等特点。油井举升方式以电潜泵为主，但电泵举升存在三个主要问题：受井液黏度影响，电泵井产液量远小于额定排量，泵效低，能耗大；产液量和含水波动明显，流体密度、黏度变化大，电流波动大，机组易卡；对于含砂井，砂砾容易在分离器诱导轮处堆积冲蚀，造成机组从分离器处断裂落井。上述问题在稠油区表现更加明显。

2 分离器适用性分析

SZ油田所使用的井下气液分离器均为旋转式分离器。它是利用气液两相高速旋转产生不同的离心力而使气液两相分离的，它可处理占油、气、水三相总体积30%的游离气体，且分离效率可达90%以上^[1]。为了确定井下分离器在稠油区块是否适用，做了大量研究分析工作。

2.1 分离效率影响因素

研究资料表明，分离器的分离效率受到流体自身的因素如气液比、流体流速和流体黏度的影响^[2-4]。

2.1.1 气液比对分离效率的影响

分离器在不同气液比下的分离效率随着气液比的增加而增大（图 1）。随着气液比增大，气泡数量和直径增加，气泡之间的相互影响增强，气泡穿过分离器孔眼的阻力增大，滑脱速度增大，分离效率提高。而当气液比小于10%后，随着气液比减小，分离效率急剧下降，分离器的作用将逐渐减少。

2.1.2 流速对分离效率的影响

分离器在不同流速下的分离效率随着流速的减小而降低（图 2）。因为流速减小导致气体的流量减少，气泡的滑脱速度降低，气泡通过分离器孔眼的阻力降低，从而降低了分离效率。

2.1.3 黏度对分离效率的影响

分离器在不同黏度下的分离效率随着油的黏度增大而降低（图 3）。因为原油黏度增加导致气体滑脱速度减小，同时液体携带气泡的能力增强，使得分离效率降低。

分离器的分离效率曲线显示，随黏度增大，产液量及产气量降低，分离器分离效率降低，分离器处于低效状态，且稠油井的产气量、流体黏度及流速达到一定条件后分离器基本失去作用。

2.2 取消分离器可行性分析

潜油电泵行业标准中对于所含的游离气设计允许值为10%。因此当井底气液比大于10%时，必须使用井下分离器。而当井底气液比小于10%时，气体已经不是影响电泵效率的主要因素，分离器作用下降，因此将井底气液比小于10%做为取消分离器的条件。

取消井下分离器，相当于游离气进入油管，表现在油管产出的气油比比安装井下分离器的大。因此将油管的气油比作为敏感性分析的因素。

2.2.1 气体对流体黏度的影响

首先研究不同井口气油比条件下，油管中流体黏度的变化情况（图 4）。

在地层某一深度处（如1 000 m），随气油比增大，流体黏度减小，井筒压降损失随着气油比的增大而减少（表 1）。

2.2.2 气体对流体密度的影响

其次研究不同气油比下，油管中流体密度的变化情况（图 5）。

在地层某一深度处（如1 000 m），随气油比增大，流体密度减小，井筒压降损失随着气油比的增大而减少（表 2）。

2.2.3 气体对油管中压降损失的影响

再研究不同气油比下，井筒压降损失^[5]情况（图 6）。

当取消分离器后（即分离效率为0），井筒压降损失较安装分离器的减少1.3 MPa。因为对于一口油井，在其他条件（供液、油管尺寸）不变的情况下，取消分离器，使游离气进入油管，会降低流体黏度、密度，减少井筒压降损失。

3 应用效果

选择SZ油田G平台为研究对象，该平台饱和压力低，且地层原油黏度高。G平台目前共18口油井带井下压力计，经过计算只有2口井因气液比高需使用分离器，其他16口井均可取消井下分离器。

利用检泵时机对其中7口井取消井下油气分离器，启泵后增油降耗效果明显。其中4口井产液量较之前有增加，平均单井增加产液22 m³/d，累积增油量7 102 m³；运行电流均出现不同程度下降，且趋于平稳；7口井平均运转时间由取消分离器前的846 d增至1 498 d，延长了机组寿命。

4 结论

（1）通过对井下分离器在不同条件下的性能分析和试验结果，发现随井液黏度增大，产液量及产气量降低，分离器分离效率降低，且当油井生产状况达到一定条件后分离器基本失去作用。

（2）综合分析确定了井下气液比小于10%为取消分离器的条件，取消分离器后井筒压降损失降低，举升效率增加，机组寿命明显延长，增油降耗效果明显。

（3）油气分离器在稠油油田井下电泵机组存在的必要性研究及实际应用在渤海油田是先例，研究结果对渤海类似稠油油田具有借鉴意义，应用前景广泛。