油田机械采油方式优选研究

随着世界经济社会的快速发展，人类对石油资源的需求量不断增加。与强劲的需求相比，世界石油资源的储备量却日益减少。油田含水率迅速上升。现在油田含水率已经超过95%，开采经济效益逐年下降，剩余未动用储量绝大部分是有效厚度较小、储量丰度低的难采储量。在这种情况下，如何选择最佳的机械开采方式，使油田获得更大的经济效益，是企业必须解决的现实问题，因此对机械采油方式进行优选评价工作十分必要。

一、油田机械采油工艺分析

1.有杆泵采油

有杆泵采油主要是指游梁式有杆泵采油方法。游梁式有杆泵采油系统主要由抽油机、抽油杆和抽油泵“三抽”设备组成，通过抽油杆带动抽油泵柱塞做上、下往复运动，从而将原油抽汲到地面。该采油方法以其结构简单、适应性强、使用寿命长等特点，成为目前最主要的机械采油方式。

2.水力射流泵采油

水力射流泵（简称射流泵）是一种特殊的水力泵，通过地面注入液与地层产出液两种流体之间的动量交换实现能量传递来工作的。它是根据射流原理，将注入井内的高压流体的能量传递给井下产液的无杆水力采油装置，通过喷嘴将动力液高压势能转变为高速动能；在喉管内，高速流体与低速产液混合，进行动量交换；通过扩散管将动能转变为静压，使混合物采到地面。射流泵有许多优点，没有运动部件，适合于举升含腐蚀和含砂流体；结构紧凑，适用于倾斜、水平井；产量范围大，控制灵活方便等。

3.潜油电泵采油

潜油电泵的全称是电动潜油离心泵(简称电泵)。它具有排量大、自动化程度高等显著优点，广泛应用于原油开采中，是目前重要的机械采油方法之一。随着应用经验的不断丰富和工艺技术的改进，原来不能使用电泵的油井，现在也能经济有效的使用电泵抽油了。潜油电泵还适用于在高粘、含气和高温井中开采。这种泵还特别适用于海上油田，已被许多国家用于海上高产井采油。

4.螺杆泵采油

螺杆泵是一种利用抽油杆旋转运动进行抽油的机械采油方法。自1930年发明螺杆泵以来，螺杆泵技术工艺不断得到改进和完善，特别是合成橡胶技术和粘结技术的发展，使螺杆泵在石油开采中已得到了广泛应用。这种采油方式非常简便，实际使用时不需要在井下安装泄油装置，费用也较低，是浅井较理想的采油方法。目前在聚合物驱油的油田中，螺杆泵已成为常用的人工举升采油方式。

5.气举采油

气举采油是从地面注入高压气体来将井内原油举升至地面的一种人工举升方式。该方法依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出的流体在井筒中混合，利用气体的膨胀使井筒中的混合液密度降低，将流入到井内的原油举升到地面的。

按注入气体的连续性，气举可分为连续气举与间歇气举两大类。连续气举是将高压气体连续地注入井内并排出井筒中液体，它适用于采油指数高、供液能力强、产量较大以及因井深造成井底压力较高的井。

间歇气举是向井筒周期性的注入气体，推动停注期间井筒内聚集的流体上升至地面来排出井中液体。它既可用于低产井，也可用于采油指数高、井底压力低或者油层供给能力差的井。

二、油田机械采油方式技术评价

机械采油方式技术评价就是对采油设备所处的油田自然环境、油井开采条件以及其它影响机械设备运行的因素进行综合评价。

1.机械采油方式技术适应性的影响因素分析

任何生产工艺和设备的选择都必须考虑功能性要求、经济性要求、可靠性以及相关性要求，机械采油方式的优选问题也不例外。举升方法优选实质上就是选择能够发挥油井潜在的产能，并在生产上可行、经济上合理、技术上先进的举升方法。在选择人工举升方法时通常应考虑以下因素：

1.1油井产液量Q(m3/d)

油井产液量是最大的影响重要因素。可以根据相同区块开发层位的油井产量，或通过试井等来确定油井的预期产量，根据这一产能指标选择合适的机械采油方法。有杆泵适用于中低产量（Q300m3/d）油井。

1.2下泵深度L(m)

下泵深度是影响举升方式选择的另一个重要因素。受抽油杆强度的限制，有杆泵只能用于浅井和中深井；而电潜泵下泵深度受井下温度和电缆成本的限制；相比较而言，水力射流泵适于深井或超深井采油。

1.3井下特征

包括井眼的弯曲程度以及井眼的大小和完井状况等特征。有杆泵和电动潜油离心泵对弯曲井眼的适应性差，水力射流泵对弯曲井眼的适应性最强。有杆泵适宜于多层小井眼井，而电潜泵对这些特殊的井筒均不适用。

1.4地面环境

地面环境影响包括空间大小、气候条件及地理位置等因素。地面驱动螺杆泵装置小，适合在空间狭小的市区使用；气举适合在气候恶劣电力不足但有气源的边远地区。

此外，油藏特性（如原油粘度v、气油比G、原油含砂、井下结垢、腐蚀等因素）和机械采油设备自身的灵活性、简便性特点也是影响机械采油方式选择的重要因素。

2.机械采油方式技术评价

本文根据胜利油田采油厂的实际情况，采用简便易行、操作性高的加权加法评分法对五种机械采油方式进行技术评价。将每种采油方式视为一个备选方案，每个方案的综合评价值为各方案主指标的标值与相应权重的乘积。总分高的为初选出的适应性强的方案，反之为技术上不可行方案。其中，有些主指标还包括下一级子指标，本文采用乘法评分法计算该主指标的标值，即将若干子指标标值的几何平均数作为主指标的标值。

选取一区提供的油藏地质特征等方面的参数为：举升高度600m，产液量为11m3/d，井温50℃，油田属多层沙砾油田，含沙0.75%，原油粘度570mPa・s，气油比10m3/m3，含水率68%，井筒弯曲度不大，有盐沉积，有气举气源。利用专家打分法进行评分。适应性可以依次分为五个等级：最强、强、适合、不强、不适合，相应的等级值依次为：4、3、2、1、0。根据各项主指标的得分，结合层次分析法确定的主指标因素权重，采用加权加法评分法可得到最终的机械采油方式技术适应性评价结果。

三、总结

本文分析了影响机采效率的各种因素，初选出在技术上较为适合油田的两种机械采油方式，提出的机械采油方式优选评价模型有待于在实践中进一步检验完善，新的机械采油方式优选评价方法也需要进一步研究。

参考文献：

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