油田机械采油工艺技术要点分析

发表时间:2021/3/29   来源:《科学与技术》2021年第1期   作者:吴波 车永伟 何福营
[导读] 油田机械采油工艺技术是油田开发中的重要环节,
        吴波  车永伟  何福营
        中石化胜利油田分公司滨南采油厂 山东滨州 256600
        摘 要:油田机械采油工艺技术是油田开发中的重要环节,本文主要阐述了油田机械采油内 容,油田机械采油工艺发展趋势及面临的问题,油田机械采油工艺技术要点分析,根据油田的实际情况 选择科学合理的机械采油工艺技术,达到节能降耗、提高机械采油效率的目的,促进油田经济的 可持续发展。
        关键词:油田机械采油 工艺技术要点
引言
        油田机械采油工艺技术的广泛应用,有效的提 高了油井的生产效率和生产量,促进了石油和天然 气产量的提升。实现了油田机械设备规范管理、维 修成本有所下降,延长了机械设备的使用寿命,最 终提高了油田机械采油效率。油田机械采油技术的 选择要根据油田的实际开发情况,将机械采油工艺 创新作为石油生产开发研究中的重点,不断的促进 我国石油开采技术的健康发展。
一、油田机械采油概述
现阶段我国对石油的需求量呈现逐年上升的趋势,但同 时面临的问题是国内地下油量不断减少以及传统采油方式 动力不足,这些导致当前石油资源已进入严重供不应求的局 面,因此,对传统采油工艺进行改善和创新显得十分必要。当 前国内很多油田顺应客观需求,摒弃了传统自喷井进行采油 的方式,采用了机械采油的方法,大大提升了采油效率和采 油质量。与传统自喷井方式相比,机械采油对周围环境也有 了更高的要求,因此需要对油田周围地质环境进行勘测分 析,根据具体情况采用适合具体地质环境的机械采油工艺。
二、油田机械采油工艺技术
油田机械采油工艺技术的基本原理都是将机械 设备的电能转为机械能,最终转变为油流的压能, 实现井下油流开采的效果。机械采油工艺技术中, 能量消耗最大的原因就是零部件之间的磨损,然后 就是机械设备所需的电能消耗,因此降低机械设备 中零部件之间的磨损,减少摩擦,就能起到降低机 械设备维修成本,延长机械设备使用寿命的目的, 同时还能提高油田企业的经济效益。电能消耗的主 要解决措施有在满足机械采油的基础上,选择节能 的电气设备。
三、机械采油的发展趋势及面临的问题
1、 抽油机
近年来,机械采油设备中抽油机经过不断发 展和改进,已经实现了高度标准化、系列化和通用化。另外, 其自动化水平以及节能水平也得到了整体的提升。从抽油机 种类上说,当前包括液压抽油机、斜井抽油机、长冲程抽油机 和节能抽油机等,不同种类的抽油机适应不同种类油田的开 发,例如对于含水、含砂以及稠油类的油田,可以选用液压抽 油机或者长冲程式抽油机进行油田开采。对于斜井或者从式 井油田,可以选用斜井抽油机或从式井抽油机进行石油开 采。节能型抽油机则适用于新型节能油田,它能够有效的降 低石油开采过程中的耗电量,在一定程度上降低石油开采成 本、提升石油开采效率。
2、抽油杆
当前我国国内机械采油方式存在多种类型 的抽油杆,例如超高强度抽油杆、玻璃干抽油杆、碳纤维抽油 杆以及金属塑料复合材料抽油杆等,这些不同类型的抽油杆 适用于不同地质的油田,在一定程度上扩大了抽油杆的使用 范围,增加了抽油杆使用寿命。另外,这种抽油杆具有高强 度、高抗腐蚀能力以及高抗疲劳能力,同时以其操作简便、节 约能源的特点取得了广泛的发展空间。
3、抽油泵
抽油泵是我国机械采油最主要的采油设备 之一,抽油泵主要有以下几个特点,操作过程简单、技术工艺 成熟、使用效率高,使用寿命长,且可以应用于不同尺寸范围 的油井,满足不同油井的采油需求。例如胜利油田,其根据自 身实际情况、周围环境和采油需求量,自行研制出很多类型 的抽油泵,包括针对稠油的稠抽稠泵、针对具有腐蚀性物质 的防腐耐磨泵等,另外胜利油田还研制出适用于深井和斜井 的抽油泵。


4、油田机械采油工艺面临的问题
油田机械采油工艺技术想要进一步得到提升, 就要对其出现的问题进行科学合理的解决,目前根 据我国石油开采的实际情况调查研究发现,机械采 油技术中最大的问题就是低渗透油田开采的难度 大,尤其是一些沙漠地区进行开采和超稠油热采等 方面,面临着巨大的困难和挑战,所以想要保障我 国石油行业的健康发展,就要有效解决以上的问 题。在保障原油产量稳定的同时,还要达到降本增 效的目的,节约石油企业的开采成本。针对水平 井、斜井等结构比较复杂的油井,要加强对机械采 油技术的创新,打破传统的技术束缚。目前我国石 油开采中机械采油工艺应用的十分广泛,机械采油 工艺在施工过程中受到很多因素的影响,所以需要 对深度油层调剖技术进行深入的研究。
低渗透油藏的开采是油田生产开发中的一大难 题,低渗透油藏中的产量积累过程也比较缓慢,需 要针对低渗透油藏的实际情况,选择科学合理的完 井技术,才能达到提高其开采效率的目的。最近的 几年中我国的机械采油工艺技术已经取得了一定的 成绩,但是还是需要加强采油工艺技术中基础软件 的开发和研究工作。泵的维修周期和油井的产能有 着一定的联系,一旦产能受到影响,泵的维修成本 就会增加,想要有效的控制泵的维修成本,就要对 大沉没度的设计研究进行加强,制定科学合理的沉 没度控制方案,保障泵的工作效率处在最佳状态。
四、油田机械采油工艺技术分析
1 、螺旋泵采油
地面驱动系统和井下螺杆泵是 螺旋泵系统的主要组成部分。其中地面驱动系统又由电机、 电控箱、机架和减速器等组成。接头、抽油杆、油管、尾管以及 接头和导向头等零件又组成了井下螺杆泵。 螺旋泵采油的工作原理:电机接收到通过电控机传 播的电流后进入工作状态,带动皮带转动,皮带将转动产生 的动能通过减速箱中的输入轴传递给抽油杆,抽油杆带动井 下的螺旋泵转子转动,在螺旋杆转子转动时,其与定子中间 的空间会不断的发生改变,这样进入到螺杆泵中的石油会被 带送到地面上来,从而完成了石油的开采工作。使用螺旋泵方式进行石油开 采,优点是结构简单、操作简便,节能性良好、采油量大,采油 效率较高,适用于油田开发三次采油阶段的油田。但是它同 样也存在很多缺点,现阶段螺旋泵采油工艺具有较特殊的应 用原理,在油田实际开采过程中可能遇到不可预测的问题和 隐患,例如在工作中经常出现脱螺纹问题,另外泵筒极易发 生老化现象,抽油杆也极易在采油过程中发生断裂。因此,如 果使用螺旋泵采油,就必须在较短周期内就对螺旋泵进行质 量检测,这一过程在一定程度上影响了采油整体速度。
2 、防砂式稠油泵采油
防砂式稠油泵采油主要组成部分是抽稠结构、泵筒和环空沉砂结构。其中双通接 头和扶正将防砂式稠油泵缸筒固定在一起,成为一个整体结 构,因此具有装机简单、拆卸方便的特点。通常来说,防砂式 稠油泵采油工艺对油田开采的广度有着很高的重视程度,但 是对于油田开采的深度却有所忽略,因此在使用该技术时应 该对采油深度加以注意。防砂式稠油泵采油的工作原理:在其上行时,下柱塞 关闭进油阀,储油腔体积不断减少,腔内的石油液体量不变, 压力随着腔体减少不断加大,当压力足够大时,油体从排油 阀进入上油管,完成整个排油过程。同理在下行时,下柱塞的 进油阀会被打开,石油会进入储油室完成进油过程。抽油泵 如此反复工作,油液就会逐渐从油井中被带到地面上。防砂式稠油泵方式采油 的优点是泵筒安装简易,不存在稠油引起的下行困难问题, 泵筒与外套之间会形成一个沉砂通道,有效的减少了抽油泵 停止工作时产生的卡砂和堵砂情况。防砂式稠油泵采油的适 用范围是油液中含砂量在 2.5%以内,且油井内的温度应保持 在 150 度以下的油液,此外还应该保证油井的供油能力不得 超过油井泵的排油量。
3、防腐稠油泵采油技术
井下油液和地层都含有一定的腐蚀介质,通 常情况下泵在井下工作一定时间后,可能发生腐蚀 的现象,因此需要使用防腐抽油泵采油工艺技术, 防腐抽油泵采油工艺技术有着举升效率高、结构简 单、耐腐蚀性强等优势。同时为了避免泵出现腐蚀 现象,还配备了防砂设备,实现了防腐蚀和防砂的 双重效果。
结束语
石油在现代经济发展中起着不可替代的重要 作用,因此只有做好采油技术的合理开发和利用才能保证油 气资源的充足供应。现阶段机械采油工艺有着良好的发展空 间,但在未来的发展中要想进一步实现机械采油工艺的高效 性,石油工作者就必须对该工艺继续进行研究和探索,达到 降低采油成本、提升采油效率以及降低环境污染的目标。

[参考文献]
[1]柏林,王涛.简析油田机械采油工艺技术[J].化工设计通讯,2016 (06).
[2]刘玉交. 关于油田机械采油工艺技术要点的探讨[J]. 中国石油 和化工标准与质量, 2018, 38(11): 156-157.
[3]杨济源. 油田机械采油工艺技术及运用分析[J]. 中国石油和化 工标准与质量, 2019, 39(11): 244-245.
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