螺桿泵采油技術在稠油的應用

摘 要：本文從螺桿泵采油工作原理、系統組成、系統特點以及應用范圍四個方面分析了螺桿泵采油技術，得出螺桿泵采油技術成為稠油重水淹區進行高效開發的另一種新途徑。

關鍵詞：螺桿泵;工作原理;系統組成;特點;應用范圍

前言

螺桿泵采油系統作為一種重要的機械采油工藝，具有投資少、設備結構簡單、操作方便、節能效果明顯、適應性強等優點，在油田生產中得到了越來越廣泛的應用。××油田自1999年開始推廣應用螺桿泵采油系統，逐步的將其做為一種節能型舉升設備在稀油油藏大面積應用，自2004年開始，逐步改變觀念，探索螺桿泵采油系統在稠油高含水區塊的應用，增油降水的效果十分明顯，現已成為稠油重水淹區進行高效開發的另一種新途徑。

1螺桿泵采油工作原理

螺桿泵采油的主要的工作原理（圖1）為外動力驅動桿柱產生順時針方向轉動，進而帶動井下的螺桿泵中的轉子在定子橡膠襯套中運動，轉子運動時，吸入端形成密封腔，沿軸向向排出端移動，油液在吸入端壓差的作用下進入密封腔隨之上移，被從吸入端推擠到排出端，密封腔的不斷形成、上移和消失，將油、砂、水等介質一同舉升到地面。

2螺桿泵采油系統組成

目前，某油田在用的螺桿泵主要以地面驅動單螺桿泵采油系統為主（以下簡稱螺桿泵采油系統），該系統由四部分組成（圖2）：

①電控部分：包括電控箱和電纜;

②地面驅動部分：包括減速箱和驅動電機、井口動密封、支撐架、方卡等;

③井下部分：驅動桿、螺桿泵定子、轉子;

④配套工具部分：包括專用井口、光桿、桿扶正器、管扶正器、錨定器等。

3螺桿泵采油系統特點及應用

螺桿泵采油系統主要的技術特點如下：

① 一次性投資小。與電動潛油泵、水力活塞泵和游梁式（鏈條式）抽油機相比，螺桿泵的一次性投資最低。

② 能耗低。由于螺桿泵工作時負載穩定，機械損失小，泵效可達70%，系統效率高，是目前能耗最低的機械采油方式。

③ 噪音低，安全環保。

④ 占地面積小。螺桿泵地面驅動裝置結構簡單，位于井口之上，占地很少。

⑤ 管理方便。螺桿泵地面驅動裝置可動件主要為皮帶、動密封、減速箱，十分便于巡檢，管理工作量少，同時其體積小、安裝維護方便，日常維護費用低。

⑥ 適應性強。螺桿泵為容積式泵，對稠、砂、蠟、氣的敏感性低，對吸入口粘度低于10000 mPa·s的稠油井、高含砂井、高含氣井均可正常生產。

⑦ 出液平穩。由于螺桿泵只做旋轉運動，吸入端以恒定流連續進液，避免了常規抽油泵的脈動干擾，有利于抑制地層出砂，在高流度比兩相流中有利于減少水相對油相的侵擾，起到降低出水量的作用。

4開展了稠油螺桿泵冷采機理研究

通過對螺桿泵冷采機理的研究，得到如下幾點重要的認識：

4.1稠油由于具有非牛頓流體性質，具有異常粘度。

4.2桿泵均勻的抽吸運動，避免了稠油網狀結構的間歇啟停，使稠油形成連續油帶減少了水的產出。

4.3在螺桿泵較小的生產壓差的條件下，稠油油藏本身的油水高流度比得到緩解，使得產水減少，產油增加。

4.4稠油油藏具有啟動壓力梯度，啟動壓力梯度隨滲透率的增加而降低，隨原油粘度的增加，啟動壓力梯度大幅增加。

5拓展螺桿泵采油技術，擴大螺桿泵應用范圍。

目前某油田除了大規模實施常規螺桿泵采油系統外，還積極開展了特種螺桿泵的試驗和研究，擴大了螺桿泵的應用范圍。

5.1電加熱螺桿泵采油工藝

電加熱螺桿泵采油工藝集螺桿泵、電加熱裝置于一體，既可發揮螺桿泵節能舉升易管理的特點，又可通過加熱電纜對稠油全程均勻加熱，改善稠油流動性和采油機件工況，延長使用壽命，保證油井正常生產，宜于推廣應用。該系統采用集膚原理，將電能轉化為熱能，使整體空心抽油桿產生趨膚熱，將油管內原油全程加熱，降低原油粘度，防止油管結蠟，減輕螺桿泵負荷和抽油桿的扭力，保障“三高”油田的正常開采。

5.2負壓采油螺桿泵

由于受邊底水的影響，部分油井在實施螺桿泵之前或者實施螺桿泵后出現單層水淹，嚴重影響油井的產量。某油田根據負壓采油工藝技術的特點，結合螺桿泵采油的技術要求，選擇了341 + 441方式的負壓采油螺桿泵，依靠壓力逐級傳遞，依次坐封，保證了堵水封隔器和螺桿泵專用錨之間的有效配合。

5.3應用螺桿泵采油實現機械找堵水

部分油井出水層位認識不清，需要進行找水作業。根據找堵水工藝管柱的特點，結合螺桿泵采油工藝，開展了機械找堵水螺桿泵采油工藝試驗。試驗效果表明，該項采油工藝完全可以滿足油井找水工作需要，機械找堵水螺桿泵采油工藝技術目前已經完全成熟。

6結論及建議

通過上述分析，可以得出如下結論：

① 穩定流是稠油區塊螺桿泵冷采的主要機理;

② 稠油區塊螺桿泵冷采具有顯著的社會效益;

③ 合理利用螺桿泵轉換開發方式可以抑制水淹;

④ 螺桿泵系統的改進保證了系統高效科學運轉;

⑤ 螺桿泵即可實現常規采油，也可實現特種采油。

作者簡介：羅艷紅，女，1971年12月生，1995年畢業于遼河油田職工大學采油工程專業，2009年7月畢業于中國石油大學（華東）石油工程專業，現工作于遼河油田公司錦州采油廠工藝研究所，工程師。