探析螺桿泵采油技術在稠油開發中的應用

趙磊(中石油新疆新港作業分公司，新疆 克拉瑪依 834000)

螺桿泵采油技術作為一種投資少，占地面積小，高度節能的采油技術，運用到稠油開采中是非常合適的，19世紀末我國進行螺桿泵的研制，一直到20世紀初我國成功研制出螺桿泵空心轉子系列。而經過多年研究和應用操作，螺桿泵技術在稠油開發方面已積累了豐富的實戰經驗。在文中我們將會了解到稠油的開發和發展的相關介紹，螺桿泵技術的特點及其在稠油開發應用中帶來的效益。

1 稠油開發

1.1 稠油的用處及開發利用的市場前景

稠油是一種原油，具有高膠質含量、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。一旦開到稠油井區都會采用封井的做法，暫時擱置不進行開采。

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，目前我國已發現9個大中型含油盆地和數量眾多的稠油油藏區塊，稠油儲量位居世界第七位。

1.2 稠油開發及技術難度

稠油的比重在不斷上升，開采量與工業所需呈現不協調狀態，為了不斷提升稠油開發的相關技術，稠油新技術開發也成為了世界所關注的難點。在中國的大部分油區，稠油的油藏區基本上都是小斷塊的，屬于低品質物性差的石油資源，其開發、采油、地面集輸與處理難度相當大。

2 螺桿泵采油技術

2.1 螺桿泵

螺桿泵作為一種機械采油設備，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泵，又叫做漸進容積式泵。由定子和轉子組成，兩者的螺旋狀過盈配合形成連續密封的腔體，通過轉子的旋轉運動實現對介質的傳輸。

2.2 螺桿泵采油技術的優勢及發展歷程

2.2.1 螺桿泵采油技術的優勢

螺桿泵具有其他稠油設備所不具備的優越性，目前已廣泛運用于采油技術中，而在國內已研制出系列產品。螺桿泵采油技術具有占地面積小、泵效高、投資少、能耗低、維護費用低等特點，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 螺桿泵采油技術的發展歷程

自20世紀30年代中期，法國單螺桿泵水利機械原理的問世，單螺桿泵在石油領域得到了廣泛的應用，30年后，前蘇聯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；而同世紀八十年代初期，法國、加拿大、美國等工業先驅國家先后研制出揚程在500-2000m，排量在2-300m3d的系列產品；而我國則是在同年代的后期，開始研發地面驅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，該系列產品也在我國各大油田逐步推廣使用；20世紀初，我國在針對長期困擾螺桿泵采油技術推廣應用的難題，完成了空心轉子系列的產品，其在使用壽命、揚程和排量上都已達到同型號常規螺桿泵的水平，并且成功的取代了常規螺桿泵。

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

2.3 螺桿泵采油技術在稠油開發中的應用

一般為提高油井的原油出產效率，會根據螺桿泵生產動態模型進行設計，在此基礎之上根據重油油井的條件、產油的性能來選擇適合油田開發的光桿、泵型號、工作深度等參數，以便讓電機以及抽油桿的工作達到最佳狀態，以提高出產效率、降低人工成本等。

在我國甘肅、吉林等重油井區基本都采用螺桿泵冷采技術，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，自從上個世紀八十年代引入螺桿泵以來，歷經引進國外設備和技術、消化吸收螺桿泵技術、自主研發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、驅動裝置漏油等技術難題。一直到目前為止，地面驅動桿式的螺桿泵采油技術已經實現了成熟配套裝置技術，是繼游梁式抽油機和潛油離心泵之后采油開發中最主要的舉升方式。而且在對聚合物驅、三元復合驅和稠油油井的技術應用上表現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、對工作環境適應性強等特點，尤其是在油田含水期挖潛上有著舉足輕重的作用，并且經過多年的技術革新，其作用也越來越重要。

3 結語

現階段，世界原油出現大量緊缺狀況，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，而螺桿泵采油技術的應用使得稠油開采變得更有效率，最大化的提升了經濟效益。

[1]謝征輝.淺析采油機械中螺桿泵的技術應用[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現狀[J].油氣田地面工程，2007(09).