浅析油田机械采油工艺技术及问题分析

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摘要：随着地层能量的不断衰竭及油层含水量不断增加，大量经开采的油田出现能量不足，即自喷井的开采方法已经不再适用而逐渐转化为机械采油方式。机械采油技术使得许多能力不足的老油田仍然能被利用。本文重点介绍了油田机械采油工艺设备现状及这些设备的检修能力，及机械采油工艺的配套技术，后总结了工艺技术存在的问题及发展趋势。

关键字：油田；机械采油；工艺技术

引言

随着经济的快速增长和人民生活水平的不断提高，汽车、飞机等耗油设备不断增加，油田的不断开采使得一些油田地层能量不足，油田中地下水的增加也使得传统自喷井的开采方法受限，降低了老油田继续开采的可能性，因而开采方法的技术革新就显得尤为重要。近年来开始采用的机械采油方式取得了很好的反响，使得产量不断增加。目前机采工艺虽能满足生产需要，但仍然存在一些问题有待解决，如配套工艺不够完善、工作参数等不合理、部分井检泵周期较短、系统效率相对较低、举升优化设等。

1.机械采油工艺设备现状及检修能力

机械采油的主要工艺设备有抽油机、抽油杆、抽油泵，下面简单介绍这三种工艺设备的设备现状。

1.1.抽油机，按形态划分可分为异性抽油机、增程式、常规游梁式等。若按额定载荷划分则可划分为5、8、10、11、12、14型这六种。异形抽油机使用的是变径圆弧形的游量后臂，使得载荷扭矩的大小变化类似于正弦曲线，油梁长度的有规律变化得到了保证，降低了曲柄的输出值的峰值，但是却增大了波谷值，扭矩波动性得到减小，即慢提快放的工作方式。

1.2.抽油泵。目前应用广泛的为管式泵，按泵冲程划分可划分为3m、4.2m、5m、5.5m等规格，若按泵径划分可划分为38mm、44mm、56mm、70mm、83mm、95mm、110mm等规格。有杆射流增压泵是有杆泵高效、深抽、节能、降耗、增产的新型工艺技术，具有提高泵效、降低悬点载荷的特点。

1.3.目前广泛应用的是D级杆，抗拉强度大约为790～820kg/mm2，还有玻璃钢杆、空心杆、H级钢杆等。玻璃钢杆目前已实施36口井，其优点为：延长了检泵周期、降低了抽油机悬点的负荷，节约能源、提高了单井的产油和产液量。增大了下泵深度及生产压差，提高了泵效及经济效益。

目前共有三个油管检测厂，检修手段包括人工分选、探伤、清洗、试压、修（车）扣等，年检修能力100万m左右，检修手段基本满足要求。抽油泵的检修能力基本能满足生产需要，包括管式泵、电潜泵、水力活塞泵等。抽油杆检修手段包括烧结（除油污） 、校直、刷漆、磁粉探伤、抛丸（消除内应力，增加强度）、修扣等，年检测能力30万m，通过以上检修手段修复后可达到D级钢杆标准。

2.机械采油工艺配套技术

2.1.提高泵效工艺技术

首先需要降低冲程损失，可使用的方法有：1、优选机型如选取异型机等能实现长冲程的抽油机。使用油管锚，2、因为油管锚能够保证油管扣的密封性能，使得油管阀处漏失量减少，进而使得检泵周期增大。3、高效抽油杆。其次，可以通过使用无衬套、防腐耐磨、的整筒高效泵来减少漏失。最后、可以通过使用小直径高效井下气锚、进口顶呀放气阀、射流增压泵、防气泵等提高泵效。

2.2.提高有杆泵系统效率的配套技术

首先，软件方面的7项关键配套技术分别为：1）参数优选，即对泵径、冲次、泵深、冲程、机型等参数进行参数优选，而对一些悬点载荷、泵效、扭矩等敏感性参数进行定量计算。2）半定量解释方法。3）模糊优化设计。4）有杆泵抽油系统计算机综合评判及优化设计。5）井底流压计算。6）有杆泵抽油系统诊断设计软件包。7）沉没度优选。

其次，硬件方面推广应用了回声仪、动力仪、多功能憋压测试仪、多功能便携式诊断仪等测试仪及车载诊断系统。

2.3.延长检泵周期技术措施

首先，可推广应用异形机、高强度的H级钢杆、防腐耐磨整筒泵等高效设备，选择合理的生产参数，对机杆进行优化组合，使各设备能在最佳状态下运转。其次，可使用热洗清蜡技术（主要为热洗操作、周期确定、热洗参数设计等）、化学防蜡技术、空心杆热洗工艺，机械清防蜡工艺技术。还可使用防砂工艺技术，如应用防砂槽与软柱塞环在出砂较少的井，而在出砂严重的井采用防砂卡抽油泵、绕丝管砾石充填防砂工艺、泵口滤砂管、高效小直径气砂锚等机械防砂工艺技术。

3.工艺技术存在的问题及发展趋势

目前机采工艺技术存在的问题主要有深抽配套工艺不完善、含水问题的解决、低效低能低沉没度井的治理。

3.1.深抽配套工艺不完善。3.1.1.防腐，目前许多油田还处于开发起步阶段，腐蚀问题暂未凸显，但在一些老油田已出现个别现象，腐蚀问题对机械设备的影响极坏，容易使某些装置损害而无法工作，进而影响机采过程，同时，也使设备的寿命大大缩短。因此应做好防腐检测、安装油管阴极保护其、适当添加防腐剂等措施。3.1.2.防气，目前广泛使用的是螺旋气锚防气技术，但仅限于1000m3以下的井，而超出这范围时，则需要加强防气工艺。3.1.3.防砂，目前已出现一些井砂导致卡泵、卡杆现象，可依照出砂量及出砂类型，各种防砂泵、旋流沉砂器、防砂筛管等机械防砂工具，工艺上趋向于使用复合防砂。3.1.4.未配备井下深抽配套工具，在产液量大，泵径较大的抽油机井中，下冲程时，抽油杆下部易发生失稳弯曲，加快杆柱疲劳。

3.2.含水问题，高寒水会极大的影响井的开井率，因而找堵水问题亟待解决。

3.3.低效低能低沉没度井的治理，目前存在少数油井因无产液或供液不足而关井，如何治理这些油井意义重大。

发展趋势为使用高强度、耐高温堵水剂，玻璃等探伤仪及其废杆再利用，电热管、膜、杆等电热工艺技术，不污染底层的热洗工艺技术、负压采油工艺技术、微生物驱油工艺技术、防硫工艺技术等。

4.总结

本文重点介绍了油田机械采油工艺设备现状及这些设备的检修能力，及机械采油工艺的配套技术，后总结了工艺技术存在的深抽配套工艺技术如放腐、防砂、防水等技术中存在的问题、含水问题、低效低能低沉没度井的治理等问题，后就发展现状和目前存在的问题总结了机械采油的发展趋势。