王春巖 (勝利石油管理局勝利采油廠 山東 東營(yíng) 257000)

我國(guó)稠油資源分布廣泛、儲(chǔ)藏豐富，改革開(kāi)放以來(lái)，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，形成了遼河、勝利、新疆和河南四大稠油生產(chǎn)基地。我國(guó)稠油開(kāi)發(fā)主要采用注蒸汽開(kāi)采的方式，出砂嚴(yán)重，并且采油成本高。螺桿泵采油技術(shù)是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外許多稠油油田推廣應(yīng)用的稠油開(kāi)采技術(shù)，具有耐稠油、成本低、操作及生產(chǎn)管理簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。當(dāng)前許多稠油開(kāi)采區(qū)出砂嚴(yán)重，部分油井出現(xiàn)軟卡及砂卡泵現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了原油的正常生產(chǎn)，而且各種應(yīng)對(duì)措施的增加，增加了開(kāi)采石油的成本。油田的地質(zhì)特征、原油物性和開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀是螺桿泵采油技術(shù)研究和評(píng)價(jià)的主要依據(jù)。我國(guó)對(duì)于螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)間短、技術(shù)有限，存在著抽油桿斷脫，卡泵和泵排量不足等問(wèn)題。所以，開(kāi)展螺桿泵采油技術(shù)的研究，并對(duì)其進(jìn)行可行性分析和評(píng)價(jià)，對(duì)于轉(zhuǎn)變稠油開(kāi)采方式、降低采油成本和提高經(jīng)濟(jì)效益，具有重大的意義。為了降低采油成本，提高稠油開(kāi)采的經(jīng)濟(jì)效益，必須加大對(duì)螺桿泵采油技術(shù)的研究，擴(kuò)大該技術(shù)的應(yīng)用范圍。

一、油田地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

油田地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)于油氣的開(kāi)采技術(shù)具有重要的約束作用，根據(jù)不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)采用不同的開(kāi)采技術(shù)。本文主要研究海外河油田和小洼油田地質(zhì)結(jié)構(gòu)，分析螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用地質(zhì)結(jié)構(gòu)，為螺桿泵采油技術(shù)的推廣提供有效的借鑒意義。海外河油田位于渤海灘上，構(gòu)造位置位于遼河斷陷盆地中央隆起的地帶，是一個(gè)受斷塊和背斜構(gòu)造所空中的層狀砂巖油藏。儲(chǔ)層主要是以河流相沉積為主的三角洲前緣沉積砂體，具有大孔、高面孔率的特征。由于成巖差，泥質(zhì)含量就特別高，儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)異常松散，在開(kāi)采過(guò)程中極易產(chǎn)生出砂的現(xiàn)象。海外河油田在古地形和古構(gòu)造控制下，形成了辮狀三角洲和普通河流三角洲兩種沉積體系。油田的主體處于三角洲的前緣壓相帶中，分為水下分流河道、河口砂壩和分流間灣等多種沉積微相。海外河油田具有含油層數(shù)多、含油井段長(zhǎng)、多套含油層相疊加的特點(diǎn)。油氣的儲(chǔ)集不僅受構(gòu)造控制，還受到巖性的控制，導(dǎo)致了多套油水組合的現(xiàn)象。該油田屬于構(gòu)造巖性油藏，具有油外有水、水外有油的巖性控制特點(diǎn)。其油田的原油具有高密度、高粘度和低含蠟量的特點(diǎn)。小洼油田的構(gòu)造屬于斷陷盆地中央隆起的傾沒(méi)帶，儲(chǔ)層巖性相對(duì)交錯(cuò)，以不等粒砂巖和粒狀砂巖為主。小洼油田油井段數(shù)多，油水關(guān)系復(fù)雜，油藏呈層狀，油水疊加組合多。海外河油田和小洼油田主要出產(chǎn)稠油，一方面稠油的攜砂能力強(qiáng)，導(dǎo)致了卡泵現(xiàn)象的發(fā)生；另一方面采油措施的增加，增加了產(chǎn)油成本，這兩個(gè)原因制約著油田的發(fā)展。因此，必須提高螺桿泵的排砂抗稠能力，提高采油效率，降低采油成本。

二、螺桿泵采油技術(shù)

隨著高粘度原油的開(kāi)采的不斷發(fā)展，螺桿泵采油得到了長(zhǎng)足發(fā)展，特別是合成橡膠技術(shù)和硫化粘接技術(shù)的發(fā)展，使得螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛。螺桿泵具有油流擾動(dòng)小、排量均勻和運(yùn)動(dòng)部件少的特點(diǎn)，是一種容積式泵。在開(kāi)采高粘度和高含砂的原油時(shí)，螺桿泵內(nèi)缸體轉(zhuǎn)子在橡膠襯套內(nèi)滾動(dòng)和滑動(dòng)，使得砂粒不在泵內(nèi)沉淀，油氣混輸效果好，比其他采油方式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。地面驅(qū)動(dòng)井下單螺桿泵采油系統(tǒng)主要由電控部分、地面驅(qū)動(dòng)部分、井下泵部分和配套工具部分組成。螺桿泵的轉(zhuǎn)子和定子組成的一個(gè)個(gè)腔室是螺桿泵工作的基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)時(shí)，具有自吸能力，以此輸送油氣。螺桿泵的工作特性主要通過(guò)工作特性曲線進(jìn)行描述，主要包括容積效率曲線、扭矩曲線和系統(tǒng)效率曲線，是指導(dǎo)螺桿泵抽油的技術(shù)基礎(chǔ)。定子和轉(zhuǎn)子之間的配合主要是有定子橡膠的物理機(jī)械性能決定的，螺桿泵的單位工作壓差則是由過(guò)盈量的大小決定的。過(guò)盈量過(guò)小，則單位工作壓差滿足不了油井舉升的需要，過(guò)盈量過(guò)大則單位工作壓差越大，轉(zhuǎn)子磨擦扭矩也越大。

三、螺桿泵采油技術(shù)在稠油開(kāi)采中的評(píng)價(jià)

我國(guó)螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用起步晚，而國(guó)外開(kāi)展螺桿泵采油的技術(shù)較早，具有相當(dāng)成熟的經(jīng)驗(yàn)，因此，在分析油田儲(chǔ)層特征、原油特性時(shí)，也要積極的吸取外國(guó)開(kāi)展螺桿泵采油技術(shù)的成功經(jīng)驗(yàn)。外國(guó)的成熟經(jīng)驗(yàn)表明，螺桿泵采油技術(shù)可以在油層膠結(jié)疏松、地層原油含有一定溶解氣量的情況下開(kāi)采。同時(shí)，油層的厚度、原油的粘度和油藏壓力等參數(shù)對(duì)于螺桿泵采油技術(shù)沒(méi)有限制要求。因此，螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用能夠提高石油資源的利用率，降低了稠油開(kāi)采的成本。為了使地面驅(qū)動(dòng)設(shè)備和井下設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)，就需要對(duì)油井的產(chǎn)能和井身?xiàng)l件進(jìn)行分析，選擇合適的螺桿泵型號(hào)和確定下泵深度。轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度是用工作參數(shù)進(jìn)行衡量的，要實(shí)現(xiàn)較大的排量，就必須提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速的增加能夠增大采油的揚(yáng)程，彌補(bǔ)了因轉(zhuǎn)速增加導(dǎo)致的定子磨損的損失。螺桿泵的腐蝕是限制泵轉(zhuǎn)速的一個(gè)重要因素，高含砂的油井，定子橡膠的磨損跟轉(zhuǎn)速成本正比，轉(zhuǎn)速越高磨損越厲害，因此，要保持螺桿泵的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。螺桿泵井的正常運(yùn)轉(zhuǎn)需要考慮油井產(chǎn)量和節(jié)省摻稀油量，分析出摻稀油量與油井產(chǎn)油量之間的變化關(guān)系，最后制定出油田生產(chǎn)的最佳工作點(diǎn)。螺桿泵井桿柱斷脫現(xiàn)象是當(dāng)前采油過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，其主要原因有抽油桿桿體的承載能力過(guò)小、桿體在制作或使用過(guò)程存在缺陷以及堵塞扭矩過(guò)大扭斷了桿體三個(gè)方面。為了防止定子干磨、燒焦，還需要對(duì)螺桿泵井加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)觀察油井的變化，確保油田的正常生產(chǎn)。

四、結(jié)論

通過(guò)對(duì)螺桿泵采油技術(shù)的分析和評(píng)價(jià)，論證得出螺桿泵采油技術(shù)十分適用于稠油出砂油田，并且能夠降到采油成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但我國(guó)當(dāng)前的螺桿泵采油技術(shù)并不是十分成熟，需要積極的引進(jìn)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，從而提高螺桿泵井的生產(chǎn)和管理水平。螺桿泵采油技術(shù)的應(yīng)用，降低了卡泵和桿斷脫現(xiàn)象發(fā)生的概率，保證了油井的正常生產(chǎn)。

[1]王鴻勛.采油工藝原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1989.

[2]楊曉翔.工程力學(xué)[M].黑龍江：哈爾濱工程大學(xué)出版社，1998.