探析螺杆泵采油技术在稠油开发中的应用

2015-08-15赵磊中石油新疆新港作业分公司新疆克拉玛依834000

化工管理 2015年5期

赵磊(中石油新疆新港作业分公司，新疆克拉玛依 834000)

螺杆泵采油技术作为一种投资少，占地面积小，高度节能的采油技术，运用到稠油开采中是非常合适的，19世纪末我国进行螺杆泵的研制，一直到20世纪初我国成功研制出螺杆泵空心转子系列。而经过多年研究和应用操作，螺杆泵技术在稠油开发方面已积累了丰富的实战经验。在文中我们将会了解到稠油的开发和发展的相关介绍，螺杆泵技术的特点及其在稠油开发应用中带来的效益。

1 稠油开发

1.1 稠油的用处及开发利用的市场前景

稠油是一种原油，具有高胶质含量、高粘度的特点，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。

一般在石油工业中，基本都是先开采难度较低并且较轻的原油，因为重油的开采具有风险大、效率低的特点，一些石油资源丰富的国家将不会考虑开采稠油之类的重油。一旦开到稠油井区都会采用封井的做法，暂时搁置不进行开采。

但是在轻原油资源逐渐减少的今天，开采一些较难开采的重油已被提到了日程上。近年来，中国也加速了稠油的开发，目前我国已发现9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块，稠油储量位居世界第七位。

1.2 稠油开发及技术难度

稠油的比重在不断上升，开采量与工业所需呈现不协调状态，为了不断提升稠油开发的相关技术，稠油新技术开发也成为了世界所关注的难点。在中国的大部分油区，稠油的油藏区基本上都是小断块的，属于低品质物性差的石油资源，其开发、采油、地面集输与处理难度相当大。

2 螺杆泵采油技术

2.1 螺杆泵

螺杆泵作为一种机械采油设备，是一种依靠泵体与螺杆所形成的啮合空间容积变化和移动来输送液体或使之增压的回转泵，又叫做渐进容积式泵。由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。

2.2 螺杆泵采油技术的优势及发展历程

2.2.1 螺杆泵采油技术的优势

螺杆泵具有其他稠油设备所不具备的优越性，目前已广泛运用于采油技术中，而在国内已研制出系列产品。螺杆泵采油技术具有占地面积小、泵效高、投资少、能耗低、维护费用低等特点，多被运用到稠油开采、高含砂井、海上油田丛式井组和水平井、高含气井等。

2.2.2 螺杆泵采油技术的发展历程

自20世纪30年代中期，法国单螺杆泵水利机械原理的问世，单螺杆泵在石油领域得到了广泛的应用，30年后，前苏联成功研制了一系列排量在10-200m3d之间、扬程为600-1200m之间的潜油电泵系统；而同世纪八十年代初期，法国、加拿大、美国等工业先驱国家先后研制出扬程在500-2000m，排量在2-300m3d的系列产品；而我国则是在同年代的后期，开始研发地面驱动螺杆泵并取得了成功，将扬程缩至500-1800m，排量控制在2-240m3d之间，该系列产品也在我国各大油田逐步推广使用；20世纪初，我国在针对长期困扰螺杆泵采油技术推广应用的难题，完成了空心转子系列的产品，其在使用寿命、扬程和排量上都已达到同型号常规螺杆泵的水平，并且成功的取代了常规螺杆泵。

螺杆泵为了适应各种油类开采和新技术产品开发，目前的发展趋势主要包括以下几项:(1)智能化控制技术；(2)杆柱卸扭技术；(3)定子橡胶适应性研究；(4)探索新型螺杆泵；(5)电动潜油螺杆泵。

2.3 螺杆泵采油技术在稠油开发中的应用

一般为提高油井的原油出产效率，会根据螺杆泵生产动态模型进行设计，在此基础之上根据重油油井的条件、产油的性能来选择适合油田开发的光杆、泵型号、工作深度等参数，以便让电机以及抽油杆的工作达到最佳状态，以提高出产效率、降低人工成本等。

在我国甘肃、吉林等重油井区基本都采用螺杆泵冷采技术，多年的矿场实践表明螺杆泵采油已成为重油井开采主要的举升手段。以大庆油田为例，自从上个世纪八十年代引入螺杆泵以来，历经引进国外设备和技术、消化吸收螺杆泵技术、自主研发适合自身使用的螺杆泵这三个阶段。“九五”期间和“十五”以后攻克了定子抱死、热洗清蜡、杆柱断脱、驱动装置漏油等技术难题。一直到目前为止，地面驱动杆式的螺杆泵采油技术已经实现了成熟配套装置技术，是继游梁式抽油机和潜油离心泵之后采油开发中最主要的举升方式。而且在对聚合物驱、三元复合驱和稠油油井的技术应用上表现出了良好的灵活性和完全匹配性。而在与其他人工举升方式相比，螺杆泵具有投资低、能源消耗少、对工作环境适应性强等特点，尤其是在油田含水期挖潜上有着举足轻重的作用，并且经过多年的技术革新，其作用也越来越重要。