浅谈几种采油方式的原理及优缺点

金勇才 顾仲辉 赵磊 周祖宇 王小平

摘 要：由于各采油方式的工作原理各有特点，具有不同的应用范围和适应性，本文在此基础上就几种不同的采油方式的原理及优缺点进行研究、比较。同时介绍了几种非常规的、正在快速发展的采油方式及其发展方向。

关键词：采油方式;原理;优缺点

1 自喷采油

自喷采油是原油从井底被据升到井口，并输送到集油站，这个过程全部都是由油层本身所具有的能量來完成的。自喷采油的动力来源于地层压力。油层中的原油靠消耗部分油层压力流入井筒，流入井筒的原油又在剩余油层压力的推举下沿井筒向上运动。在上升过程中压力不断降低，当压力降低到原油的饱和压力时，溶解在原油中的天然气开始分离出来，并随井筒压力的继续降低，分离出来的溶解气也越来越多，这些气体随着油流向上运动，逐渐聚集膨胀，推举和携带原油上升。所以，井底原油能够在井筒中向上运动，是依靠流动压力及天然气的膨胀能量，克服了井筒中的液柱重力、摩擦损失和滑脱损失等，才从井底喷到地面。

优点是无需任何外界人工能量界入，成本低，管理方便，通过油嘴控制压力即可。

2 人工气举采油

这是由人力操作完成的一种常见的采油法，由施工人员适用设备将高压气体注入到油管中，从而减少井筒液体的密度，这样加大境地流动压力从而让原油被排出。在这一过程中，随着工人将气体注入井筒，气体在上升的同时体积会慢慢变大，气体的膨胀效果也将带动液体上升。所以这一人工方法是在油井停喷后，不借助机械设备来完成自喷恢复的技术手段。

原理：依靠从地面注入井内的高压气体与油层产出流体在井筒中混合，利用气体的膨胀是混合液密度降低，从而将流到井内的原油举升到地面。

优点：井下和井口设备比较简单，高产量的深井，汽油比高的油井、定向井和水平井。

缺点：必须有足够的气源;需要压缩器组和地面高压气管线，地面设备复杂;一次性投入较大;系统效率较低。

3 机械采油

3.1 有杆泵采油

通过动力机带动皮带把高速的旋转运动带给减速箱，在三轴二级减速效果后，通过曲柄连杆设备转化旋转运动，连接于井上的悬绳器再由抽油杆连接抽油泵柱塞，这样原有的旋转运动就转化为上下摆动带着泵柱塞做上下重复运动，从而提取原油。目前，中国石油共有抽油机井89263口，占采油井数的92%，原油产量占总产量的82%，平均系统效率为23.06%，国外为40%。

有杆抽油泵分为管式泵和杆式泵两大类：①管式泵：有适用于高气油比的井、出砂和稠油井使用;②杆式泵：杆式抽油泵可整体随抽油杆下入油管中，检泵作业可不提油管且泵筒受力较小，尤其适用于深抽，对于斜井及含砂和粘度较大的井也比较适用。

3.2 无杆泵采油

3.2.1 电动潜油泵的原理

地面控制屏把符合标准电压要求的电能，通过接线盒及电缆输给井下潜油电动机，潜油电动机再把电能转换成高速旋转的机械能传递给多级离心泵，从而是经油气分离器进入多级离心泵内的液体被加压举升到地面，与此同时井底压力降低，油层液进而流入井底。

电动潜油泵的优点：排量大，在51/2 in套管中可达700m3/d，适应中高排液量高凝油、定向井、中低粘度井，杨程可达2500m，可使用时间长、操作简单、受益显著等特点。

电动潜油泵的缺点：对液体供应能力要求比较高，不适合高气油比的井，检泵周期较短。

3.2.2 水利活塞泵的原理

水利活塞泵是一种液压传动的往复容积式无杆抽油设备。高压动力液由地面泵通过油管输送到井下的液动机，驱动液体机往复运动，液动机活塞杆带动抽油泵活塞往复抽油。水力活塞泵抽油系统所依据的基本原理是帕斯卡定律。

水利活塞泵的优点：井下泵泵效高，总效率可达40%～60%;排量的适应范围比较大，在直径140mm套管内使用，可达30～600m3/d，扬程高，泵挂深。液力起、下泵方便，不需操作，二三人1～2h就可完成起、下泵操作。井口装置简单，适合于海上平台和丛式井以及地理环境恶劣地区。

水利活塞泵的缺点：水力活塞泵抽油的换向机构在井下，检修时必须起出。动力液若用粘度较高的原油时，由于泵压高，动力损失增大。若用水作动力液，应当添加足够的润滑剂或防腐剂，这样变向提高了施工成本。如果到了含水量高的时期进行作业，这一方式将会导致地面需要处理的油水量极大地提升。

4 结束语

通过对各种采油方式的研究，得出以下结论：①目前常用的采油方式根由特点，在实际应用中要结合现场;②要充分考虑不同油田的生产实际指导进行采油方式的选择，选出最合适的采油方式，从而最大程度的提高油田的开采效益。

参考文献：

[1]刘玉章，郑俊德.采油工程技术进展[M].北京：石油工业出版社，2006：51-59.

[2]何生厚.油气开采工程师手册[M].北京：中国石化出版社，2010：63-72.

[3]张琪，万仁溥.采油工程方案设计[M].北京：石油工业出版社，2007：125-137.