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(yùn)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(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。在文中我們將會(huì)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(diǎn)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(diǎn)，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?yàn)橹赜偷拈_采具有風(fēng)險(xiǎn)大、效率低的特點(diǎn)，一些石油資源豐富的國家將不會(huì)考慮開采稠油之類的重油。一旦開到稠油井區(qū)都會(huì)采用封井的做法，暫時(shí)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(gè)大中型含油盆地和數(shù)量眾多的稠油油藏區(qū)塊，稠油儲(chǔ)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(diǎn)。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(dòng)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(yùn)動(dòng)實(shí)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(yùn)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(fèi)用低等特點(diǎn)，多被運(yùn)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(yáng)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(yáng)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(dòng)螺桿泵并取得了成功，將揚(yáng)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(yáng)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(xiàng):(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(dòng)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(huì)根據(jù)螺桿泵生產(chǎn)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，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(shí)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(gè)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(gè)階段?！熬盼濉逼陂g和“十五”以后攻克了定子抱死、熱洗清蠟、桿柱斷脫、驅(qū)動(dòng)裝置漏油等技術(shù)難題。一直到目前為止，地面驅(qū)動(dòng)桿式的螺桿泵采油技術(shù)已經(jīng)實(shí)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(diǎn)，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).