论提升低产井采油效率的机械采油技术

论提升低产井采油效率的机械采油技术

朱芷萱

江汉油田分公司江汉采油厂，湖北 潜江 433100

摘要：经济增长使得石油资源需求不断增加，对于地下原油开采量也逐步增大，使得地层中的原油含量逐渐降低，原本已经很难维持利用自喷模式进行石油开采。为提升油气资源开采效率，各个国家都在不断创新采油技术，当前，许多油田企业针对低油井设计机械式采油抽油机，能够在不加大抽油机尺寸基础上，有效提高抽油机冲程，使得低产井采油效率大幅提升，油田产量得以增长。本文就如何利用机械采油技术来提升低产油井采油效率进行了相关探讨。

关键词：低产井；机械采油；概述；问题；途径

为满足我国日益增长的石油资源需求，有必要不断加大原油开采量。但是随着原油液面的持续走低，地底原油压力已经无法支撑抽油机满抽工作，出现能源浪费现象，直接影响到油田原油开采经济效益。特别是对于低产井来说，能源浪费现象尤为严重，因此，很有必要加强采油技术与设备创新。当前我国针对低产油井采取长冲程抽油机，有效提升了低产油井采油效率。

1 机械采油技术概述

机械采油技术是当前我国油田常见的采油手段之一，大致可以分为有杆泵采油与无杆泵采油两种，主要以是否使用抽油杆来传递动力进行分类。在采油类型选择上，要与油田生产实际情况相结合，选择最为合适的采油设备，充分发挥机械能作用，将机械能高效转化为液体动能与压能，把井筒中的原油提升至地面，完成油田开采。当前，螺杆泵采油是应用最为广泛的机械采油技术，螺杆泵可以输送黏度较高的液体，能够提升泵效，满足油田开发后期采油生产需求。

2 低产井实施机械采油工作原理

低产井的机械采油系统与常规的机械采油系统相类似，分为地面与地下两大部分。地面部分由机械抽油机、其他地面设备、集输管等组成，地下部分由抽油泵机与动力传输装置等组成。该系统设有多种类型传感器，其工作原理是由抽油电机带动卷筒工作，卷筒再带动柔性抽油杆实现往复工作，通过减速装置、卷筒、抽油杆以及控制系统协同作用，将电能转化为机械能，促使抽油柱塞将原油推至井口，从而完成采油作业。在低产井抽油机设计时，要重点关注节能性与高效性，把握好整体设计方向，着力做好细节设计，促使低产井抽油设备设计科学化、安全化^[1]。

3 机械采油技术发展趋势

一是大型化。目前油井深度不断增加，油液中水分所在权重逐渐变大，稠油开采数量增加，促使抽油机设备朝着大型化方向发展。二是能耗低。新发展理念的推出，使得各行各业都在践行节能减排措施，石油行业也不例外，为进一步降低能耗、提升设备运行效率，更多节能抽油机被应用在采油工作当中，其中长冲程、无油梁式抽油机因其节能效果明显、故障率低、安全性好等特点受到广泛关注。三是适应性高。基于各个油田地表情况、油井深度以及地下储层等关键要素存在很大差异，对于抽油机适应性也提出了更高要求。四是智能化。随着人力成本的不断上涨，如何有效减轻人员劳动强度、减少人力成本已是大势所趋，应用自动智能化技术可以动态监控地下原油液面，运用变频调速技术，增加抽油泵原油提升量，同时兼具自动保护以及参数调整等功能^[2]。

4 当前我国石油开采现状分析

4.1 开采难度增大

近些年来，随着我国经济飞速发展，对于能源消耗越来越大，石油开采体量也在不断增加。在此背景下，我国大部分油田都呈现开采难度增加现象，水淹井与稠油井数量不断增加。水淹井大多出现在石油开采中后期，由于油井中水含量过高，使得传统游梁式抽油技术效率低下，难以满足采油作业需求。而稠油井中原油胶质成分较多，黏度较高，不利于流动，使得原油开采难度增加。

4.2 开采设备设施标准化程度不足

当前，许多油田根据自身实际制定有针对性的专业化采油设备，但也正是因为采油设备只与自身油田实际相关，没有形成统一标准，使得在设备设施维护保养造成诸多不便。

4.3 采油设备能耗较高，运行效率不佳

在油气资源开采时，需要用到大量电能。有相关统计数据表明，游梁式抽油机所耗费电能最为严重，且运行效率低，整体效率无法得到有效保障。

5 优化低产井的机械采油技术途径

5.1 引进先进机械采油设备

要想提升低产油井采油效率，引进高新采油设备是有效措施，依靠先进采油机械来实现低产井采油效率的提升。虽然我国一直致力于石油采油设备设施的强化，但是与西方发达国家相比较还是存在很大差距，应当采取积极措施，派遣相关技术人员前往采油设备制造工艺先进国家进行学习，深入了解先进采油设备及采油技术，加强对于先进采油设备的引进。促使我国采油效率的提升。

5.2 实现机械采油设备标准化管理

对于不同地区与不同环境所采用的机械采油设备不尽相同的问题，需要采取有效措施，实施分类化管理。可以按照采油设备功能及特点，将采油设备分为几个类别，对不同类别的采油设备进行精细化分类管理，通过强化管理来延长机械采油设备使用寿命，提升其使用效率，为石油企业创造更多经济效益。

5.3 做好低产井抽油机设计安装

在设计低产井的抽油机时，要重点关注柔性抽油杆的设置。该类型抽油杆有着很好的柔韧性，在受到外力作用时，能够出现自动弯曲或缠绕现象，避免油杆遭到破坏。在实施柔性油杆安装时，通常采取旋转排绳模式，但是，如何使长度高达数千米的柔性抽油杆完成有效旋转排绳是整个设计的关键所在^[3]。

当前国内外较为先进的排绳技术是将柔性抽油杆的排绳设置成为滚筒状，在实际操作过程中，抽油杆受到外界拉力与沿滚筒方向外力双重作用，其中，沿滚筒方向作用力会导致抽油杆左右运动，在复合作用力的加持下，抽油杆会形成一圈又一圈缠绕在滚筒上。柔性抽油杆设计新颖，抽油杆之间没有连接元件，其长度理论上可以达到惊人的地步，是低产井采油设备非常重要的组成部分，同时也是低产井采油工序中最容易出现故障的环节。在实际操作过程中，柔性抽油杆故障会对整个采油系统造成不利影响，因此，必须不断强化柔性抽油杆设计，深入分析其工作原理，寻求科学、合理、客观的解决措施，以期达到最佳使用效果。

柔性抽油杆重量较轻，与普通抽油杆相比较，其重量要轻15%左右，具备较好的延展性、韧性、塑性等机械性能，便于运输安装，尤其适用于低产油井。在柔性杆内部设有铜导线，可以将井下数据信息传递至控制中心，铜导线外部包裹有绝缘保护层，避免发生漏电现象。在绝缘保护层外部还设有钢丝保护层，相互缠绕的钢丝网状结构能够很好应当外力冲击。钢丝保护层外部还设有保护皮，防止油井内部各种腐蚀性物质侵蚀铜丝。

卷筒主要是用于柔性抽油杆的提升及下放，通过电动机旋转所产生的力矩促使柔性抽油杆上下往复运动，同时还可以为油井下面的抽油泵提供动力。卷筒制造材质为铸钢或铸铁，当前出于经济成本考虑，大多采用铸铁材质。

抽油机系统也是整个采油机运行关键环节，其中密封性是否良好决定了整个采油效率的高低，并且对石油采取安全运行有着重要运行，大部分采油运行事故都与系统密封性相关。因此，一定要加强抽油机系统密封性研究，应用新型密封材料与密封结构，促使系统密封性得到有效提升。

井下抽油泵中的柱塞也是采油关键元件，为保障采油效果，需要对传统柱塞进行改良，并做好连接部位的密封工作，促使柱塞工作效率得到有效提升。

4 结语

当前原油开采量不断增加，现有油井产量逐步降低，如何有效提升低产油井的生产效率、提升油田经济效益已经成为迫在眉睫的问题。要不断加强新型采油设备的引进，统筹做好采油设备的标准化管理，扎实做好采油设备的创新设计，促使我国石油行业安全稳定发展。

参考文献：

[1]李娜.提升低效率井开采效率的采油技术分析[J].化学工程与装备,2019(1):152-153.

[2]刘平.论低效井提升油井生产效率的采油技术研究[J].中国化工贸易,2020,12(23):82-83.

[3]孙文颖.提高低产井采油效率的机械采油技术[J].石化技术,2020,27(07):107+114.