不同采油方法的基本原理及各自優(yōu)缺點

不同采油方法的基本原理及各自優(yōu)缺點摘要：采油工程中的采油方法有多種，從客觀的地下能量來看，可分為自噴采油和人工舉升兩種。自噴采油就是原油從井底舉升到井口，從井口流到集油站，全部都是依靠油層自身的能量來完成的，而由于地層的地質(zhì)特點，有的油井不能自噴，人工舉升就成為解決這個問題的主要途徑。目前，利用人工舉升將原油從井底舉升到地面的方法可分為氣舉法和抽油法兩大類，而每一種方式都有其優(yōu)勢的一面，和其劣勢，在采油的過程中都扮演著不同的角色。關鍵詞：自噴采油人工舉升氣舉抽油有桿泵采油無桿泵采油一、自噴采油自噴采油就是原油從井底舉升到集油站，全部都是依靠油層自身的能量來完成的。自噴采油的能量來源是：第一、井底油流所具有的壓力；第二、隨同原油一起進入井底的溶解氣所具有的彈性膨脹能量。油井自噴生產(chǎn)，一般要經(jīng)過四種流動過程：（1） 原油從油層流到井底；（2） 從井底沿著井筒上升到井口；（3） 原油到井口之后通過油嘴；（4） 沿著地面管線流到分離器、計量站。不論哪種流動過程，都是一個損耗地層能量的過程，四種流動過程壓力損耗的情況因油藏而異，大致如下：油層滲流當油井井底壓力高于油藏飽和壓力時，流體為單相流動。當井底壓力低于飽和壓力時，流體在油井井底附近形成多相流動。井底流動壓力可通過更換地面油嘴而改變，油嘴放大，井底壓力下降，生產(chǎn)壓差加大，油井產(chǎn)量增加。多數(shù)情況下，油層滲流壓力損耗約占油層至井口分離器總壓力損耗的10%?40%左右。井筒流動自噴井井筒油管中的流動，一般都是油、氣兩相或油、氣、水混合物，必須克服三相混合物在油管中流動的重力和摩擦力，才能把原油舉升到井口，并繼續(xù)沿地面管線流動。井筒的壓力損耗最大，約占總壓力損耗的40%?60%左右。油嘴節(jié)流油氣到達井口通過油嘴的壓力損耗，與油嘴直徑的大小有關，通常約占總壓力損耗的5%?20%左右。4.地面管線流動壓力損耗較小，約占總壓力損耗的5%?10%左右。20世紀80年代以來，對自噴井的流動過程開展了節(jié)點分析研究。所謂節(jié)點分析，就是把油井的整個生產(chǎn)系統(tǒng)，分成若十個節(jié)點，由節(jié)點把系統(tǒng)分成若干部分，然后就其各個部分在生產(chǎn)過程中的壓力損耗進行分析，從而比較科學地分析整個生產(chǎn)系統(tǒng)。總起來說，自噴采油，井口設備簡單，操作方便，油井產(chǎn)量高，采油速度高，生產(chǎn)成本低，是一種最佳的采油方式。在管理上要施行有效的管理制度，盡可能地延長油井自噴期，以獲得更多的自噴產(chǎn)量。二、人工舉升隨著油田的不斷開發(fā)，地層能量逐漸消耗，油井最終會停止自噴。對于不能自噴的油井，必須用人工舉升的方法給油流補充能量，將井底的原油采出來。目前，利用人工舉升將原油從井底舉升到地面的方法可分為氣舉法和抽油法兩大類。氣舉采油就是當油井停噴以后，為了使油井能夠繼續(xù)出油，利用高壓壓縮機，人為地把天然氣壓入井下，使原油噴出地面。氣舉采油是基于U形管的原理，從油管與套管的環(huán)形空間，通過裝在油管上的氣舉閥，將天然氣連續(xù)不斷地注入油管內(nèi)，使油管內(nèi)的液體與注入的高壓天然氣混合，降低液柱的密度，減少液柱對井底的回壓，從而使油層與井底之間形成足夠的生產(chǎn)壓差，油層內(nèi)的原油不斷地流入井底，并被舉升到地面。氣舉采油的優(yōu)點是：在不停產(chǎn)的情況下，通過不斷加深氣舉，使油井維持較高的產(chǎn)量；井口、井下設備比較簡單、管理調(diào)節(jié)比較方便；減少井下作業(yè)次數(shù)，降低生產(chǎn)成本。氣舉采油必備條件是：必須有單獨的氣層作為氣源，或可靠的天然氣供氣管網(wǎng)供氣；油田開發(fā)初期，要建設高壓壓縮機站和高壓供氣管線，一次性投資大。氣舉采油的缺點是：地面設備系統(tǒng)復雜、投資大，而且氣體能量的利用率較低。抽油法:抽油法主要是深井泵采油，可分為有桿泵采油和無桿泵采油兩大類。有桿泵采油有桿泵采油由地面抽油機、井下抽油桿和抽油泵三部分組成。抽油泵由工作筒、襯套、柱塞、裝在柱塞上的排出閥和裝在工作筒下端的吸入閥組成。它的工作原理是：當活塞上行時，排出閥在油管內(nèi)的液柱作用下而關閉，并排出相當于活塞沖程長度的一段液體。與此同時，泵筒內(nèi)的液柱壓力降低，在油管與套管環(huán)形空間的液柱壓力作用下，吸入閥打開，井內(nèi)液體進入泵內(nèi)，占據(jù)活塞所讓出的空間。當活塞下行時，泵筒內(nèi)的液柱受壓縮，壓力增高，當此壓力等于環(huán)形空間液柱壓力時，吸入閥靠自身重量而關閉，在活塞繼續(xù)下行中，泵內(nèi)壓力繼續(xù)升高，當泵內(nèi)的壓力超過油管內(nèi)液柱壓力時，泵內(nèi)液柱即頂開排出閥并轉(zhuǎn)入油管內(nèi)。這樣，在活塞不斷上下運動過程中，吸入閥和排出閥也不斷的交替關閉和打開，結果，使油管內(nèi)的液面不斷上升，一直升到井口，排入地面出油管線。在理想情況下，當抽油泵的充滿狀態(tài)良好時，上下沖程都出油，在不考慮液體運動的滯后現(xiàn)象時，從井口觀察出油情況，應當是光桿上行時，排油量大，下行時排油量小，這一忽大忽小的排油現(xiàn)象，是隨光桿的上下行程而變化的。這種方法用量最多，大約占世界人工舉升采油總井數(shù)的80%?90%。無桿泵采油無桿泵采油是指不用抽油桿傳遞動力，而是用電動機、高壓液體等驅(qū)動井下泵開采原油。電動機下到幾百米甚至上千米的油井里，從井口下一根特殊電纜接在潛油電動機上。當電纜供電后，潛油電動機旋轉(zhuǎn)帶動潛油離心泵的多級葉輪轉(zhuǎn)動。每一級葉輪都給井底原油增加一定的能量，就如同抽水機給水增加壓力一樣。當原油經(jīng)過多級葉輪轉(zhuǎn)動后，壓力會升得很高，于是油就從井底舉到井口。潛油電動機直接帶動潛油離心泵，省去了不必要的動力消耗。因此，它的功率比抽油機高得多，能節(jié)約用電。它可用于很深的高產(chǎn)井，也便于實現(xiàn)油田生產(chǎn)自動化。采油方法除了電潛泵之外還有螺桿泵采油、射流泵采油、水力活塞泵采油等人工舉升采油方法。三、總結不同采油方法，適用于不同的地質(zhì)情況，要因地制宜，用最實際的方法來達到最理想的采油效果，這樣才能從根本提高采油效率。參考文獻：[1]宋杰鯤，張在旭，張宇.油田增產(chǎn)措