淺談幾種采油方式的原理及優(yōu)缺點(diǎn)

金勇才 顧仲輝 趙磊 周祖宇 王小平

摘 要：由于各采油方式的工作原理各有特點(diǎn)，具有不同的應(yīng)用范圍和適應(yīng)性，本文在此基礎(chǔ)上就幾種不同的采油方式的原理及優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行研究、比較。同時(shí)介紹了幾種非常規(guī)的、正在快速發(fā)展的采油方式及其發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：采油方式;原理;優(yōu)缺點(diǎn)

1 自噴采油

自噴采油是原油從井底被據(jù)升到井口，并輸送到集油站，這個(gè)過程全部都是由油層本身所具有的能量來完成的。自噴采油的動(dòng)力來源于地層壓力。油層中的原油靠消耗部分油層壓力流入井筒，流入井筒的原油又在剩余油層壓力的推舉下沿井筒向上運(yùn)動(dòng)。在上升過程中壓力不斷降低，當(dāng)壓力降低到原油的飽和壓力時(shí)，溶解在原油中的天然氣開始分離出來，并隨井筒壓力的繼續(xù)降低，分離出來的溶解氣也越來越多，這些氣體隨著油流向上運(yùn)動(dòng)，逐漸聚集膨脹，推舉和攜帶原油上升。所以，井底原油能夠在井筒中向上運(yùn)動(dòng)，是依靠流動(dòng)壓力及天然氣的膨脹能量，克服了井筒中的液柱重力、摩擦損失和滑脫損失等，才從井底噴到地面。

優(yōu)點(diǎn)是無需任何外界人工能量界入，成本低，管理方便，通過油嘴控制壓力即可。

2 人工氣舉采油

這是由人力操作完成的一種常見的采油法，由施工人員適用設(shè)備將高壓氣體注入到油管中，從而減少井筒液體的密度，這樣加大境地流動(dòng)壓力從而讓原油被排出。在這一過程中，隨著工人將氣體注入井筒，氣體在上升的同時(shí)體積會(huì)慢慢變大，氣體的膨脹效果也將帶動(dòng)液體上升。所以這一人工方法是在油井停噴后，不借助機(jī)械設(shè)備來完成自噴恢復(fù)的技術(shù)手段。

原理：依靠從地面注入井內(nèi)的高壓氣體與油層產(chǎn)出流體在井筒中混合，利用氣體的膨脹是混合液密度降低，從而將流到井內(nèi)的原油舉升到地面。

優(yōu)點(diǎn)：井下和井口設(shè)備比較簡單，高產(chǎn)量的深井，汽油比高的油井、定向井和水平井。

缺點(diǎn)：必須有足夠的氣源;需要壓縮器組和地面高壓氣管線，地面設(shè)備復(fù)雜;一次性投入較大;系統(tǒng)效率較低。

3 機(jī)械采油

3.1 有桿泵采油

通過動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)皮帶把高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶給減速箱，在三軸二級減速效果后，通過曲柄連桿設(shè)備轉(zhuǎn)化旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連接于井上的懸繩器再由抽油桿連接抽油泵柱塞，這樣原有的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就轉(zhuǎn)化為上下擺動(dòng)帶著泵柱塞做上下重復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而提取原油。目前，中國石油共有抽油機(jī)井89263口，占采油井?dāng)?shù)的92%，原油產(chǎn)量占總產(chǎn)量的82%，平均系統(tǒng)效率為23.06%，國外為40%。

有桿抽油泵分為管式泵和桿式泵兩大類：①管式泵：有適用于高氣油比的井、出砂和稠油井使用;②桿式泵：桿式抽油泵可整體隨抽油桿下入油管中，檢泵作業(yè)可不提油管且泵筒受力較小，尤其適用于深抽，對于斜井及含砂和粘度較大的井也比較適用。

3.2 無桿泵采油

3.2.1 電動(dòng)潛油泵的原理

地面控制屏把符合標(biāo)準(zhǔn)電壓要求的電能，通過接線盒及電纜輸給井下潛油電動(dòng)機(jī)，潛油電動(dòng)機(jī)再把電能轉(zhuǎn)換成高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能傳遞給多級離心泵，從而是經(jīng)油氣分離器進(jìn)入多級離心泵內(nèi)的液體被加壓舉升到地面，與此同時(shí)井底壓力降低，油層液進(jìn)而流入井底。

電動(dòng)潛油泵的優(yōu)點(diǎn)：排量大，在51/2 in套管中可達(dá)700m3/d，適應(yīng)中高排液量高凝油、定向井、中低粘度井，楊程可達(dá)2500m，可使用時(shí)間長、操作簡單、受益顯著等特點(diǎn)。

電動(dòng)潛油泵的缺點(diǎn)：對液體供應(yīng)能力要求比較高，不適合高氣油比的井，檢泵周期較短。

3.2.2 水利活塞泵的原理

水利活塞泵是一種液壓傳動(dòng)的往復(fù)容積式無桿抽油設(shè)備。高壓動(dòng)力液由地面泵通過油管輸送到井下的液動(dòng)機(jī)，驅(qū)動(dòng)液體機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液動(dòng)機(jī)活塞桿帶動(dòng)抽油泵活塞往復(fù)抽油。水力活塞泵抽油系統(tǒng)所依據(jù)的基本原理是帕斯卡定律。

水利活塞泵的優(yōu)點(diǎn)：井下泵泵效高，總效率可達(dá)40%～60%;排量的適應(yīng)范圍比較大，在直徑140mm套管內(nèi)使用，可達(dá)30～600m3/d，揚(yáng)程高，泵掛深。液力起、下泵方便，不需操作，二三人1～2h就可完成起、下泵操作。井口裝置簡單，適合于海上平臺(tái)和叢式井以及地理環(huán)境惡劣地區(qū)。

水利活塞泵的缺點(diǎn)：水力活塞泵抽油的換向機(jī)構(gòu)在井下，檢修時(shí)必須起出。動(dòng)力液若用粘度較高的原油時(shí)，由于泵壓高，動(dòng)力損失增大。若用水作動(dòng)力液，應(yīng)當(dāng)添加足夠的潤滑劑或防腐劑，這樣變向提高了施工成本。如果到了含水量高的時(shí)期進(jìn)行作業(yè)，這一方式將會(huì)導(dǎo)致地面需要處理的油水量極大地提升。

4 結(jié)束語

通過對各種采油方式的研究，得出以下結(jié)論：①目前常用的采油方式根由特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中要結(jié)合現(xiàn)場;②要充分考慮不同油田的生產(chǎn)實(shí)際指導(dǎo)進(jìn)行采油方式的選擇，選出最合適的采油方式，從而最大程度的提高油田的開采效益。

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