探析螺桿泵采油技術(shù)在稠油開發(fā)中的應(yīng)用

趙磊(中石油新疆新港作業(yè)分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

螺桿泵采油技術(shù)作為一種投資少，占地面積小，高度節(jié)能的采油技術(shù)，運用到稠油開采中是非常合適的，19世紀(jì)末我國進(jìn)行螺桿泵的研制，一直到20世紀(jì)初我國成功研制出螺桿泵空心轉(zhuǎn)子系列。而經(jīng)過多年研究和應(yīng)用操作，螺桿泵技術(shù)在稠油開發(fā)方面已積累了豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗。在文中我們將會了解到稠油的開發(fā)和發(fā)展的相關(guān)介紹，螺桿泵技術(shù)的特點及其在稠油開發(fā)應(yīng)用中帶來的效益。

1 稠油開發(fā)

1.1 稠油的用處及開發(fā)利用的市場前景

稠油是一種原油，具有高膠質(zhì)含量、高粘度的特點，一般地面密度≥0.943，地下粘度≥50pa.s，因其密度大，通常也被叫做重油。

一般在石油工業(yè)中，基本都是先開采難度較低并且較輕的原油，因為重油的開采具有風(fēng)險大、效率低的特點，一些石油資源豐富的國家將不會考慮開采稠油之類的重油。一旦開到稠油井區(qū)都會采用封井的做法，暫時擱置不進(jìn)行開采。

但是在輕原油資源逐漸減少的今天，開采一些較難開采的重油已被提到了日程上。近年來，中國也加速了稠油的開發(fā)，目前我國已發(fā)現(xiàn)9個大中型含油盆地和數(shù)量眾多的稠油油藏區(qū)塊，稠油儲量位居世界第七位。

1.2 稠油開發(fā)及技術(shù)難度

稠油的比重在不斷上升，開采量與工業(yè)所需呈現(xiàn)不協(xié)調(diào)狀態(tài)，為了不斷提升稠油開發(fā)的相關(guān)技術(shù)，稠油新技術(shù)開發(fā)也成為了世界所關(guān)注的難點。在中國的大部分油區(qū)，稠油的油藏區(qū)基本上都是小斷塊的，屬于低品質(zhì)物性差的石油資源，其開發(fā)、采油、地面集輸與處理難度相當(dāng)大。

2 螺桿泵采油技術(shù)

2.1 螺桿泵

螺桿泵作為一種機(jī)械采油設(shè)備，是一種依靠泵體與螺桿所形成的嚙合空間容積變化和移動來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵，又叫做漸進(jìn)容積式泵。由定子和轉(zhuǎn)子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續(xù)密封的腔體，通過轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)對介質(zhì)的傳輸。

2.2 螺桿泵采油技術(shù)的優(yōu)勢及發(fā)展歷程

2.2.1 螺桿泵采油技術(shù)的優(yōu)勢

螺桿泵具有其他稠油設(shè)備所不具備的優(yōu)越性，目前已廣泛運用于采油技術(shù)中，而在國內(nèi)已研制出系列產(chǎn)品。螺桿泵采油技術(shù)具有占地面積小、泵效高、投資少、能耗低、維護(hù)費用低等特點，多被運用到稠油開采、高含砂井、海上油田叢式井組和水平井、高含氣井等。

2.2.2 螺桿泵采油技術(shù)的發(fā)展歷程

自20世紀(jì)30年代中期，法國單螺桿泵水利機(jī)械原理的問世，單螺桿泵在石油領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，30年后，前蘇聯(lián)成功研制了一系列排量在10-200m3d之間、揚程為600-1200m之間的潛油電泵系統(tǒng)；而同世紀(jì)八十年代初期，法國、加拿大、美國等工業(yè)先驅(qū)國家先后研制出揚程在500-2000m，排量在2-300m3d的系列產(chǎn)品；而我國則是在同年代的后期，開始研發(fā)地面驅(qū)動螺桿泵并取得了成功，將揚程縮至500-1800m，排量控制在2-240m3d之間，該系列產(chǎn)品也在我國各大油田逐步推廣使用；20世紀(jì)初，我國在針對長期困擾螺桿泵采油技術(shù)推廣應(yīng)用的難題，完成了空心轉(zhuǎn)子系列的產(chǎn)品，其在使用壽命、揚程和排量上都已達(dá)到同型號常規(guī)螺桿泵的水平，并且成功的取代了常規(guī)螺桿泵。

螺桿泵為了適應(yīng)各種油類開采和新技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)，目前的發(fā)展趨勢主要包括以下幾項:(1)智能化控制技術(shù)；(2)桿柱卸扭技術(shù)；(3)定子橡膠適應(yīng)性研究；(4)探索新型螺桿泵；(5)電動潛油螺桿泵。

2.3 螺桿泵采油技術(shù)在稠油開發(fā)中的應(yīng)用

一般為提高油井的原油出產(chǎn)效率，會根據(jù)螺桿泵生產(chǎn)動態(tài)模型進(jìn)行設(shè)計，在此基礎(chǔ)之上根據(jù)重油油井的條件、產(chǎn)油的性能來選擇適合油田開發(fā)的光桿、泵型號、工作深度等參數(shù)，以便讓電機(jī)以及抽油桿的工作達(dá)到最佳狀態(tài)，以提高出產(chǎn)效率、降低人工成本等。

在我國甘肅、吉林等重油井區(qū)基本都采用螺桿泵冷采技術(shù)，多年的礦場實踐表明螺桿泵采油已成為重油井開采主要的舉升手段。以大慶油田為例，自從上個世紀(jì)八十年代引入螺桿泵以來，歷經(jīng)引進(jìn)國外設(shè)備和技術(shù)、消化吸收螺桿泵技術(shù)、自主研發(fā)適合自身使用的螺桿泵這三個階段。“九五”期間和“十五”以后攻克了定子抱死、熱洗清蠟、桿柱斷脫、驅(qū)動裝置漏油等技術(shù)難題。一直到目前為止，地面驅(qū)動桿式的螺桿泵采油技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了成熟配套裝置技術(shù)，是繼游梁式抽油機(jī)和潛油離心泵之后采油開發(fā)中最主要的舉升方式。而且在對聚合物驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)和稠油油井的技術(shù)應(yīng)用上表現(xiàn)出了良好的靈活性和完全匹配性。而在與其他人工舉升方式相比，螺桿泵具有投資低、能源消耗少、對工作環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點，尤其是在油田含水期挖潛上有著舉足輕重的作用，并且經(jīng)過多年的技術(shù)革新，其作用也越來越重要。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段，世界原油出現(xiàn)大量緊缺狀況，稠油成為一種更受重視的資源，但是稠油在開采過程中存在一定的難度，而螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用使得稠油開采變得更有效率，最大化的提升了經(jīng)濟(jì)效益。

[1]謝征輝.淺析采油機(jī)械中螺桿泵的技術(shù)應(yīng)用[J].化工管理，2014(27).

[2]張霞,任志臣,陳洪維,張金紅,黃冬菊.螺桿泵采油工藝技術(shù)現(xiàn)狀[J].油氣田地面工程，2007(09).