探析采油工藝技術及應用

趙洪坤　鄭觀輝　張志良

摘 要：近年來，我國石油消費量持續攀升，2005—2013年，原油表觀消費量從2.9×108 t攀升到了4.8×108 t。但是，2013年，我國原油產量僅為2.08×108 t，對外依存度高達57.39%.原油對外依存率過高嚴重威脅著我國的國家能源安全。要想降低我國原油的對外依存率，必須加大石油勘探力度，不斷研發新技術，使我國經濟取得更快更好的發展。

關鍵詞：采油工藝；機械采油；二氧化碳；抽油泵

中圖分類號：TE355.5 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.141

1 概述

在我國，絕大多數油田儲層沉積比較深，原油的黏度很高，含水上升速度很快，而且很多油田已經進入了開發中后期，開采難度很大。目前，面對這種情況，通常采用的應對方法是注水、注蒸汽等，但是，原油的采取率還是比較低。為了滿足我國對石油能源的巨大需求，技術人員提出了一些開采效率高、經濟效益好的采油技術。例如，機械采油技術、二氧化碳采油技術等，這些新興的采油工藝要比傳統采油方式的工作效率高，具有開采成本低等優點，它們已逐步成為了主要的采油工藝。

2 石油開采常用方法的工藝分析

2.1 石油開采適用性分析

在采油工作中，管式泵不僅結構簡單、操作方便，還能適應于不同類型、不同供液能力的油井中，因此，它被廣泛應用于采油工作中。但是，將其應用于含有汽油的油井中，抽吸效果比較差，經常出現出砂等情況。鑒于此，在實際工作中，還需要有工作經驗豐富的工作人員采取相應的技術來配合設備工作。在一些低黏度的油井中，管式泵能夠充分發揮其作用，它的液力反饋效果和適應性能都很好。在一些較深的油井中，由于地面黏度比較差，還需要解決下入深度和氣蝕等問題。這時，不太適合使用管式泵，需要采用小排量的變頻抽稠電潛泵?？偟膩碚f，管式泵能夠發揮電潛泵揚程的最大效率，能適用于多種復雜的工作環境中。

2.2 石油開采抽油泵泵效分析

從技術上來看，電泵井泵效的最佳狀態為80%～120%，如果泵效低于30%，就被認為泵效偏低。而泵效偏低的原因有很多，例如油井的供液不足、抽油泵的工作參數選擇不正確等。由實際案例可知，大部分泵效偏低都是因為抽油泵的工作參數選擇不當造成的，因此，在以后的采油工作中，工作人員要高度重視這個問題，盡量避免人為原因造成的不必要損失。

2.3 石油開采中沉沒度分析

工作人員需要對油田抽油機井作沉沒度設計。在此之前，首先應進行沉沒度分析。由之前的案例可知，我國有95口油井的沉沒度大于600 m，而這95口油井的平均沉沒度在1 400 m左右。值得注意的是，在作沉沒度設計時，要考慮氣體對泵效的影響，從而排除可能產生的誤差。另外，還可以通過增加沉沒度的方式來增加壓差。由于無法準確預測碳酸鹽巖油藏超深井的產能，所以，在前期設計時，可以適當增大沉沒度，以減少后期的維修費用。但是，也不能隨意增加沉沒度，要經過科學的計算后才能適當增加。

3 石油開采新工藝的研究應用

3.1 機械采油工藝

機械采油工藝可以細分為防砂式稠油泵開采和螺桿泵采油工藝。防砂式稠油泵的開采結構很簡單，它主要是由泵筒、抽稠結構和環空沉砂結構組成。它的開采原理也很簡單，在開采過程中，抽稠泵上行時下閘門關閉，油井內的壓力增大，液體從抽油閥被抽到油管中，然后抽油泵下行，下柱塞進入進油閥，液體進入儲存室中。防砂式稠油泵是石油開采技術發展中的一大進步——在泵筒上部裝有一個上柱塞擋，如果機器出現停抽的情況或者正在工作，它可以防止砂子進入泵筒，避免沉砂時出現停抽或者砂卡等問題。由于螺桿泵采油工藝的技術原理比較特別，所以，在實際采油工作中它不會被經常使用。但是，在全面、系統地研究采油技術時，還是無法避免這類問題。研究螺桿泵采油技術可以使整個采油工業技術得到全面的發展和進步。螺桿泵采油技術主要包括地面驅動系統和井下螺桿泵，在采油過程中，定子和轉子通過皮帶的帶動形成了一個密閉腔提取液體。在采油過程中，使用螺桿泵采油技術必須注意控制油井的溫度，避免引發安全事故。螺桿泵采油技術與其他傳統采油技術相比，具有節能、易操作等優點，但是，它的缺點是螺桿泵中的橡膠內墊容易老化、損壞。因此，在實際工作中，應該定期檢查、維修螺旋泵，確保采油工作能夠順利進行。

3.2 二氧化碳采油技術

3.2.1 二氧化碳采油技術的工作原理

二氧化碳可以使原油體積膨脹，原油在溶解了二氧化碳之后體積會增大，有利于原油的流動。此時，油層中的殘余物質會隨著二氧化碳的溶解而膨脹并被壓出孔道，使得殘余物質的濃度變小。原油在溶解了二氧化碳之后黏度會下降，有利于流動。由此可見，注入二氧化碳可以明顯提高驅油效率，而原本黏度很高、極難開采的原油的開采難度也大大降低了。將二氧化碳注入原油之后，其可以發揮蒸發劑的作用，萃取出大量烴類，增強原油的流動性，而一般的油井在開采了比較長的時間后，地層的壓力會降低，所以，之前溶解在原油中的二氧化碳就會被釋放出來，以帶動生產井的回采水率。

3.2.2 二氧化碳采油技術的優勢

大量實驗結果和實踐結果證明，二氧化碳采油技術比注水開采技術的原油采收率高。與其他傳統采油技術相比，二氧化碳采油技術有很多優勢：①它適用于多種油層。二氧化碳采油技術既適用于地下埋藏很深、儲油能力差的油層，也可用于黏度很高、滲透率很低的油層。如果這些油層采用傳統技術開采，難度會很大。另外，二氧化碳開采技術也可以用來開發新油田。②鑒于二氧化碳的氣體性質，在開采過程中，它幾乎不會損壞油層。③施工難度小。④二氧化碳采油技術不僅開采效果好、經濟性好，而且工作效率比較高。這種方式與水驅方法相比，可以將原油開采率提升15%左右。

4 結束語

隨著我國科技的不斷進步，石油開采技術也在不斷發展。工程師、企業技術人員應該繼續努力，開發出更多的先進技術，提高采油效率，為我國工業化發展提供有力的支持。

參考文獻

[1]王立軍.沈陽油田機械采油系統的分析與優化[D].大連：大連理工大學，2007.

[2]張楠.國內外新技術在機械采油領域的應用研究[J].化學工程與裝備，2009（7）.

〔編輯：白潔〕

Abstract： In recent years， Chinas oil consumption continued to raise， from 2005 to 2013， the apparent consumption of crude oil from 2.9×108 tons to 4.8×108 tons. However， in 2013， Chinas crude oil production is only 2.08×108 tons， external dependence as high as 57.39%. The high dependence on foreign oil is a serious threat to Chinas national energy security. In order to reduce the dependence on foreign oil， we must increase the intensity of oil exploration， and continue to develop new technologies， so that China's economy has achieved faster and better development.

Key words： production process； mechanical oil recovery； carbon dioxide； defueling pump