套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的优化设计技术
稠油出砂冷采技术研究
１ １ 大 量 出砂 形 成 蚯 蚓 洞 网 络 ．
油 层 大 量 出 砂后 ， 蚓 洞 在沿 射 孔 孔 道 末 端 的 蚯 高 孔 隙度 区域 形成 并 延 伸 ， 随着 大 量 砂 子 的 不 断 产 出， 井筒 周 围应力 发 生 了不 同程 度 的变 化 ， 油层 呈现
降 趋势 。
１ ２ 稳 定 泡沫 油流 动 ．
出砂冷 采 井 中的稠 油通 常 都溶 解 一定 量 的天 然
气 。 当对油 井 进行 强采 时 ， 天然 气 将从 原油 中析 出 ， 但 是 这些 气 体 不 会 马 上聚 集 形 成 连 续 的 气相 ， 在 而 向井筒 流动 的过 程 中 以气 泡的形 式 存 在 。当压 力不 断 下 降 时 ， 泡 不 断 变 大 ， 时 这 些 气 泡 形 成 一 个 气 这
砂冷 采 是使 油层 大 量 出砂 形 成蚯蚓 洞 网络 和形 成稳 定泡 沫 油 而获得 较 高的原 油产 量 。能 否应 用这 一技 术进 行 开 采主要 取 决 于储层 及 原 油性质 等 因素 ， 以及配 套 的工 艺技 术 。
关键 词 ： 油 ； 稠 出砂 ； 采 冷
２ 纪８ ｏ世 ｏ年代 中期 ， 随着 国际 油价 的下跌 和 轻 重 油 差价 的 扩大 ， 油 注 蒸汽 开 采 等 方 法 面 临 着经 稠 济 上 的严重 挑 战 。 了降低 采 油成 本 ， 高 稠油 开采 为 提 的 经济效益 ，ｏ ８ 年代末 ９ 年代初 ， ｏ 加拿大的一些小 石 油公 司率 先 开展 了 稠油 出砂 冷采 。 主要 作法 是 ， 其
不注 蒸 汽 ， 也不 采取 防砂措 旋 ， 射孔 后直 接 应用 螺杆 泵进 行开 采 ， 场实 旋取 得 了意 想不 到 的效 果 ， 矿 产油 量得 到 了大 幅度 的 提高 。“ 出砂 冷 采” 一 概念 正是 这 在这 种情 况 下建 立起 来 的 。
稠油出砂冷采中的完井与引流技术
ｌ 完 井技 术
１ １ 沉 砂 口 袋 ．
１３ 射 孔 ． １３ １ 射 孔 方 式 ．．
油层 大量 出 砂形 成 高 渗 透 的 。 蚓 洞” 蚯 网络 是 对直 井 、 井 、 向井来 说 ， 射孔 段 之 下 留一 稠 油出砂 冷采的重 要 开采 机理 ， 斜 定 在 也是 该技 术 成功 的 段沉 砂 口袋 是 必 要 的 。许 多 公 司在 冷 采 井 中使 用 前提 条件 。与此相适 应 ， 油出 砂 冷 采井 必 须采用 稠
关 ｔ 词 ： 油 ； 采 ； 孔 ； 杆 泵 ； 筲 降 粘 稠 冷 射 螺 井 中 圈 分 类 号 ： Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识 码 ： Ａ
稠油冷 采是 一种 非加热 一 次采 油 方式 ， 稠 油 在 精 良的螺 杆 泵 系统 采 油 。近年 来 在 加 拿 大 稠 油储
（ ｏ ） 大减少 了开井 失败 的次数 。 ）ｌ ｒ 大 ｅ
要： 冷采被 用作 一种新 的采油 工 艺可 以成功地 用于 未胶 结砂 岩 中的稠 油。采 用太孔 径 、 穿 深
透 、 密度 射 孔技 术对稠 油出砂 冷 采 是 必须 的 ； 用适 应 高舍 砂 量 和 高原 油粘 度 的 高转速 螺 轩 高 采 泵 ． 螺轩 泵下入 油层 底部 等引流 技术措 麓 对出砂冷采 是 十分 有利的 。 且
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新 疆 石 油学 院学 报
２Ｏ 拒 Ｏ２
长距离 蚯蝴洞 。 外形成 稳 定 的 砂 桥 ， 利 于 砂 子 产 出和 “ 蚓 洞 ” 的大 直 径 、 不 蚯
． ２ 的形成 ； 当孔 径大 于储 层颗 粒粒 径 的 ６倍 时 ， 难 １ ３． 射 孔 炮 弹 则
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第 １卷 第 １ ４ 期
稠油出砂冷采矿场操作技术策略
的抽油泵来说 ， 油杆下 落时间达 １ 抽 ０～１ ， ５Ｓ 致
使 泵 速受 到严 重 限制 ， 分钟 只有 几 个 冲次 （ 如 ， 每 例 加拿 大劳 德 明 斯 特 北 部 地 区 ， 见 的 原 油 粘 度 约 常
１ ０ Ｐ ・ ， 次 为 ２—３次／ ｉ ） 因此 ， 年来 ００ ０ｍ ａ Ｓ 冲 ｍｎ 。 多
终 速度 只 有 ０ ２～０ ６ｍ ｓ 因此 ， 于 冲 程 为 ２～３ ． ． ／ ， 对
ｍ
上 ， 合 河南 油 田稠油 油 藏特 点 及开 发 过 程 中存 在 结
的问题 ， 时提 出将 该 技术 作 为 重要 储 备 技术 开 展 及 攻 关 研究 ＿ 。 １９ ２ ９ ６年 河 南 石 油 勘 探 局 正 式 向原 中 Ｊ
程 等 方 面 的技 术人 员 ， 开展 了稠 油 出砂 冷 采 技术 机 理 研 究 、 励地 层 出砂 技 术研 究 、 下 管 柱研 究 、 激 井 井 筒 降 粘 工艺 技 术研 究 、 砂液 处 理技 术 研 究 等八 项 混 专 题 攻 关 。经 过 ４年 多 的不 断探 索 和 刻苦 攻 关 ， 河
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第 ９卷 第 ４期
２０ ０ ２年 ８月
文 章 编 号 ：１０ —５ ５ ２ ０ ） ４ ０ ６ ．３ ０ ６ ６ ３ （ ０ ２ ０ ．０ ３０
特 种 油 气 藏
Ｓ ｅ ｉｌＯｉ ａ ｄ Ｇａ ｓ ｒ ｏｒ ｐ ｃａ ｌ ｎ ｓＲｅ ｅｖ ｉ ｓ
口， 采 产 量 占稠油 总 产量 的 ６ ％ 以上 … 。 冷 ０ 在 对 稠 油 出 砂冷 采 技 术进 行 广 泛 调 研 的 基 础
在抽 油 杆 下落 速 度 的 问 题 。一 般来 说 ， 油 杆 （ 抽 不
稠油油藏出砂冷采技术实践
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２０ ０６年 ４月
阎静 华等 ：稠 油油藏 出砂 冷采技 术 实践
・
７３ ・
砂冷采前 ２个月 内，产 出液含砂量达到 ２ ％ ～ ０ ０ ６％
（ 体积 比） ，经过 ０５～ｌ ． ａ时间 后 ，含砂 量 降到 ５ 以 ％
增加到 ２ ～ ２ ｍ， ８ ３ 孔／ 采用携砂 能力 强的进 口螺杆泵 采油 ， 展先导 试验 ， 到 了 良好 的效果 。但 由于 螺杆 开 见 泵排量小 ， 螺杆泵下在油层 中部 ， 射孔孔径小及老井生 产一段时间后 ， 油层含油饱和度和地层压力降低等原
２ １２ 原 油在 地层 中形成稳 定 的 泡沫 油 ．．
１ 国内外 的应用 现状
１ １ 国外 应 用情 况 ．
随着孔隙压力的降低 ，地层原油中产生大量微气 泡形成泡沫油流动 ，气泡不断膨胀 ，而且长时间保持 稳定 ， 从而为原油的流动提供了驱动能量。另外 ，泡 沫油的存在大大降低 了砂子在原油中的分散程度 ，使 高黏度稠油的携砂变得更容易。据套保油田出砂冷采 井产出液分析 ， 气泡体积 占３ ％ 一 ０ 。 ０ ５％
吸取教训的同时，积极地进行国内外稠油开采技术调 研 ，针对套保油田油藏特点 ，论证出砂冷采技术适合 于套保油 田，在套保油 田陆续开展出砂冷采试验 ，结 合油 田地质特点，摸索出一套适用于套保油田的增产 和稳产采油工艺的关键技术 ，出砂冷采技术在套保油
田获得 了工业化 应用 。
出砂冷采井大量出砂形成蚯蚓洞网络，提高油层 的渗流能力。随着砂子从油层中采出，油层中产生不 断向外扩展的高渗透带，使流入井筒的混合液的流速 大大增加 ，保持油井高产。
井水 淹 。为 了经 济有 效地 开发 套保 油 田 ，在 总结 经验
稠油冷采技术
越高，采收率越低。
35
30
25
20
15
10
5
0
0
100 200 300 400 500 600 700
Average Pressure (psia)
生产机理分析
Oil Recovery, % OOIP
3、原油性质（包括原油组成及原油粘度）
50
45
HOo-=12, 58 cp, q=0.035 PV/h HOo-=12, 58 cp, q=0.0035 PV/h
✓SPE 69725：CH-38井 55～105×10－6 1/psi ✓60×10－6 1/psi
➢ 通过理论分析及相邻区块的经验，通过压实作用 可增加原油采收率3％左右
泡沫油机理 冷采开采实例
Cerro Negro 区水平 井产能 • 1、油藏参数
• Morichal 顶部深度：1500～4000ft
▪
Typical Horizontal Wellbore Schematic at Fishing Lake
Frog Lake Oil Production
120
80
40
0
Oct. 93
Nov. 93
Dec. 93
Jan. 94
Oil Rate Sand Cut
100
80
60 40 20
Feb. 94
稠油冷采技术
1、出砂冷采技术（CHOPS） 2、不出砂冷采技术（CHOP）
出砂冷采技术与应用
出砂冷采技术与应用
一、稠油冷采的背景：
对于原油粘度较高的稠油、特稠油，常规一次开采 的效果很差。但对于某些储层物性较差的油藏，热 采技术也难于取得较好的技术经济效果
稠油出砂冷采技术研究
稠 油 出砂 冷 采 是 一种 非 加 热 一次 采 油 方 式 ， 在 稠 油储 集 层 中它允 许 产砂并 依 靠强 力射 孔技 术和 设 计 精 良的螺杆 泵 系统 采油 。稠 油 出砂冷 采是 近年 来 从加 拿大 兴起 的一 项 稠油 开 采新技 术 。 Ｏ年 代 中后 ８ 期， 随着 国 际油 价 的下跌 和轻 重油 差价 的扩 大 ， 稠油 注 蒸汽 开 采等方 法 面 临着经 济上 的严 峻挑 战 。为 了 降低采 油 成本 ， 高稠 油开 采经 济效 益 ， 提 加拿大 的 一 些 小石 油公 司 率先 开 展 了稠 油 出砂冷 采 的探索 性 矿 场 试验 践表 明 ， 实 稠油 冷采 井 的产 量是蒸 汽吞 吐 井 的４ Ｏ倍 ， 采 成本 比蒸 汽吞 吐 降低 ４ ％左 右 。 Ｏ ～１ 开 Ｏ ９ 年代 中期 ， 油 出砂 冷采 技术 已成 为热 点 ， 稠 除众多 小 石油 公 司外 ， 一些 大 石油 公司 也纷 纷涉 及这 一领 域 。 ２ 稠油 出砂 冷采 的 机理 稠 油 出砂 冷 采 之 所 以能 够 大 大 地 提 高 单 井 产 量 ， 要依 赖 以下 机理 ． 主 ： ① 大 量 出砂 形 蚯 蚓 洞 网 络 ”储 层 孔 隙 度 从 ， ３ 提 高 到 ５ 以上 ， 透 率提 高几 十倍 ， 相 当于 Ｏ ｆ， ｊ６ ９ 渗 这 有大 量 水 平井 和 分 枝 水平 井 向油 井供 液 ， 大 地 提 极 高 了稠油 在 油层 中的 渗流 能力 ； ② 出砂 冷 采井 中的 稠油 通常 都溶解 一 定量 的天 然 气 。当对 油 井进 行 强 采 时 ， 然 气将 从 原 油 中析 天 出。 但是 这 些气 体不 会 马上聚 集 形成连 续 的气相 ， 在 向井筒 流动 的过 程 中它 们 以气泡 的形 式存 在 。当压 力 不 断下 降时 ， 泡不 断变 大 。这 时 ， 气 这些 气 泡形成 个“ 内部驱 动力 ” 驱 动 砂浆 由地 层 向井 简 流动 。 ， 稳 定 的泡 沫 油还 使 原 油 密 度变 得 很 低 ， 而 使粘 度 很 从 大 的稠油 得 以流 动 ； ③ 由于油 层 中产 出大 量砂 粒 ， 油 层 本身 的 强 使 度降 低 ， 在上 履地 层 的作 用下 ， 层将 发生 一定程 度 油 的 压实 作用 ， 使孔 隙压力 升高 ， 动能 量增 加 ； 驱 ④远 距 离 的边底 水 可 以提供 一 定的驱 动能 量 。 国 内外 实践 经 验 表 明 ， 油 冷 采成 功 与 否 的先 稠 决 条 件 是 油层 能 否大 量 出砂 形 成“ 蚯蚓 洞 ” 网络 ， 因 此 除 油 藏条 件 外 ， 孔 和 采油 工 艺 技 术显 得 尤 为 重 射 要 ， 稠油 冷 采取 得成 功 与高效 的两 个关 键技 术 。 是 一 般 情 况 下 ， 孔 通 常 采 用大 孔 径 、 穿透 、 密度 射 射 深 高
稠油出砂冷采对射孔技术的要求
的聚能射 孔 弹 ， 径 为 ２ ｍｍ， 孔 ５ 射孔孔 密一 般 太于 ４ ０孔 ／ 最高 时 超 过 ６ ￣／ 目前 所 采 用 的孔 ｍ， ０＂ ｍ， Ｌ 密 大致 为 ５ ０孔／ ｍ ． 见表 ２ 。
表 ２ 加 拿 大 稠 油 出 砂 冷 采 矿 场 实 际经 验
河南古 城 油 田 Ｇ ９ ６井 为 中 等 埋 深 稠 油 出 ４０ 砂冷 果 试 验 井 ， 采用 的 射 孔 密 度 为 ３ 所 ２孔／ ｍ。 由 于 储层 为 细粉 砂 岩 ， 粒较 细 ， 本 上 不 古 平 均 粒 度 中值 为 粗 ．１ 其
大已有 ２ ０多家石 油公 司 采用这 项开采 技术 ， 油 稠 冷 采并超过 ６ ０ ０ ０口井 ； 单井 日产油 一般 在 ３ ０ ～５ ｔ
之 间 ， 收 率 达 ８ ～ ２ ％ 。 Ｈｕｋ 采 ０ ｓ ｙ石 油 公 司
１９ ９ ８年 有 冷 采 井 １ ０ １ ０多 口， 采 产 量 占稠 油 总 冷
产 量 的 ６ 以 上 。 稠 油 出 砂 冷 采 的 重 要 开 采 ０
图 １ 射 孔孔 暇 大 小 对 出 砂 的 影 响
机理 之一是油 层 大量 出砂形 成高渗 透的“ 蚓洞 ” 蚯
阿络 。与此相 适 应 ， 油 出砂 冷 采井 必须 采 用 大 稠 孔径 、 高孔密 射 孔 技术 。下 面 就稠 油 出砂 冷 采 中 的射孔 技术作 一探讨
０ １５ ． ２ ｍｍ， 射孔 孔径 约 １ ｍｍ 的条 件 下 ， 径 在 ２ 孔 大于最 大粒径 的 ６倍 ， 不易形成 砂 桥 ， 以该井 试 所 验取得 了 良好 效 果 。产 出液 含 砂 量 一 直 维 持 在 ２ 以上 ， 存在 眼 砂堵 迹 象 ， 不 Ｌ 产油 量 呈 稳 中有 升趋 势 ， 呈现 出出砂冷 采井 的典 型 开采特 征 ， 而河 南 新庄 油 田储 层 以砾 状砂 岩 和 含砾 砂 岩为 主 ， 已 投 产层位 的最 大粒 径达 ７ ｍｍ 以上 。在 １ ｍｍ 孔 ２ 径下 ， 易 形 成砂桥 ， 塞 射孔 孔 道 ， 利 于 大量 极 堵 不
稠油油藏有杆泵抽油系统优化设计方法解析
稠油油藏有杆泵抽油系统优化设计方法目前我国多数的稠油油藏以有杆泵举升工艺为主,由于系统效率普遍偏低,从而增加了原油开采的成本,降低了原油生产的经济效益。
因此,针对稠油油藏开展有杆泵抽油系统优化设计研究,进而提高有杆泵抽油机井的系统效率,对于开发稠油油藏具有重要意义。
本文首先在流体热力学和传热学理论的基础上,应用质量守恒方程和能量守恒方程建立了井筒内温度分布的数学模型,求解了各模型的解析解,计算了井筒内粘度分布和压力分布。
然后,针对稠油油藏有杆泵井的特点,考虑了井筒内粘温关系的变化,在油井满足供排协调前提下,以系统效率最高为目标函数,采用了多变量(包括抽汲参数组合、泵挂深度、动液面深度等)、多重循环设计,进行稠油油藏机采井系统优化设计方法研究,开发了机采井系统优化设计软件。
最后,结合塔河油田实际生产数据进行了实例计算,分析了含水率、掺稀点深度、掺稀量、电加热功率、加热点深度等因素对井筒内流体粘度分布的影响,为进一步采用掺稀降粘、电加热等辅助工艺提高稠油油藏的开采效果提供了技术支持。
塔河油田5口试验井参数优化结果表明,最大、最小载荷和最大扭矩计算结果与现场实际情况相比,平均相对误差仅为10%,优化后的平均系统效率提高了9.6%,平均单井增产11.3m~3/d,增产增效显著,说明该优化设计方法满足稠油油藏现场实际需求,且具有较好的应用空间和推广前景。
同主题文章[1].冯耀忠. 提高有杆泵井系统效率的途径' [J]. 石油矿场机械.1993.(01)[2].蒋生键,李勇,牛文金. 提高有杆泵井机械采油系统效率技术应用' [J]. 特种油气藏. 2002.(02)[3].周继德. 有杆泵井节能问题探讨' [J]. 中国能源. 1992.(08)[4].刘红磊,李颖,霍刚. 机采参数优化技术及应用' [J]. 胜利油田职工大学学报. 2007.(01)[5].孙庆宇. 有杆泵井机采系统效率影响因素及参数优化设计' [J]. 油气田地面工程. 2004.(06)[6].曾玉强,李晓平,陈礼,鲁小会,王琴. 注蒸汽开发稠油油藏中的井筒热损失分析' [J]. 钻采工艺. 2006.(04)[7].冯耀忠. 改善有杆泵井生产性能的途径' [J]. 石油机械. 2000.(12)[8].李修文,古小红,崔效令. 抽油机井系统效率低效井的分析方法' [J]. 油气井测试. 2002.(04)[9].张维平,吴忠萍. 榆树林油田提高抽油机系统效率矿场试验' [J]. 大庆石油地质与开发. 2003.(05)[10].李云光,王书方,周学文. 一分压注水技术工程实例' [J]. 中国科技信息. 2005.(05)【关键词相关文档搜索】：油气田开发工程; 稠油油藏; 有杆泵; 优化设计; 系统效率【作者相关信息搜索】：大庆石油学院;油气田开发工程;张继红;王亚楠;。
螺杆泵防砂配套工艺在稠油出砂井上的应用
冈 譬 及 不 出油 的原 冈 曾作业 ５次 。在上 次的作业 井
中 曾下过 防 砂泵 ，但 效果 不是 很 住，开抽 ３天 便 出现 ｔ ｚ － 井现 象 。２ ０ ０ ７年 １ ２月 ｌ ７采Ｊ Ｂ ０ ．０ ｛ ＧＬ ２ ０４ ｊ 螺 杆泵投 产 ，下 泵深度 １４ ．８米 ， Ｆ ４１ ７ 井深 井螺杆 泵后 ，不仅 能保 持 油井 正常 生产 ，而且 使油 的产油
共产 出 ６ ５ ５ ７ ． ５万元 。 ７ ４３ 投入 ．２
两 口井作 业 费用 万 元。 ｌ ４３３ 经济 效 益 － ．
经 济 效益 ＝产 出 一投入 ＝６ ５７５２ ＝６４７ ５ ７．５．１ ５．５
万元 。
５ 几点 认 识及建 议 （ ）合 作 区所 管 辖 的 四个 区块 均属 于稠油 且 １
３１存 在 问题 ． ３１１油 藏埋藏 深 ，物 性差 ．． 油 藏 埋 深 在 １８ ．９ ０ ， 平 均 孔 隙 度 ４０１８ｍ １ ． ２ ．％，平均渗 透 率 ８ ｌ ｌ－ ｍ ，储层砂泥 岩 ３７ ２ ． ２ ４ ×０ ｕ ３
进 入 开采 中后 期 ，而 且 出砂 井越来 越 多，有近 ５％ ０ 油 井不 同程 度 出砂 ，人多为细 粉砂 出砂 ，造 成油井
摘 要 ：奉文主要从出砂井 的地质概况、储层特征 出发研究 ，并结合其生产特点及 出砂特性提出了利 用螺杆泉技术进行开采 ，结果取得了很好的增 油效果。 关键词 ：螺杆泵；稠油油藏 ：蒸汽吞吐；防砂：采收率
１概况
２２ 高升油 田出砂特 点 ．
高 升 油 田主 要 是 泥质 细 粉 砂 ，出 砂粒 径 小 于
既能适用于一般油井的生产 ，又能适用于高粘度 、
高 含砂 、高 含水 及聚 驱采 油井 的生产 ，同时 ，螺杆 抽 油泵又 具 有效 率 高 、 能 低 、结构 简单 、价格 廉 、 耗 体积 小 、易操 作 等一 系列 的优 点 。螺 杆泵 要求 用在 斜度 不大 于 ３ ０度 的井上 。 ３ ３ 选 井条 件 ２． 我们 针 对 中深 井螺杆 泵采 油 工 艺在质量 管理 、 现场 管理 、技 术 管理方 面 的进 行调 研 ，确 定发上 述 四 个区块 利用 螺 杆泵 的 条件有 以下几点 ： （ ） 油层 的温度 ≤９ ℃ ； １ Ｏ （ ）油 井产 液粘 度＜ ０ ０ ａ ； ２ ５０ ｍｐ・ ｓ （ ）油 井产 液悬 浮物 含量 或 含砂 量按 体 积 计 ３
稠油出砂冷采完井技术
径 为 １９ ７ ｍ 有效泄 流 面积分 别大 ２％ 和 １％ 。 ３ ．ｍ １ ４
１２ 井身结构 ．
冷采井 要 求 井身 结 构平 直 ， 因为稠 油 出砂冷 采 技术 实施 的主要 设 备 是螺 杆 泵 。该 泵运 转 过 程 中， 抽 油杆与油 管之 间不 可避 免地 发 生 摩擦 ， 别是 当 特 螺 杆泵在斜 井或 井 身结 构 较差 的井 中高 速 运转 时 ， 这 种摩擦力 是相 当大的 。
河南油 田分公司勘探 开发研究院
摘要 ： 狰呆作 为一种新 的呆油二艺 ， 已成功地用亍未菇 结砂岩 审的稠油开采。采用 犬孔径、 深穿透 、 密度 射孔进 高
行捌 诂 出砂 垮采时对射孔压 力和射ｊ 井段有特殊的要求 ， 要隶平直的井身结构 和犬垂管完 井。 且 关键 词 ： 稠油 出矽净采 ； 井身结构； 射孔技术； 完井技术 中图分类号 ：Ｅ ４ Ｔ ３５ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：０９— ６ ３ ２ Ｏ ）２— ０ ３— ３ １０ ９０ （Ｏ ２ ０ ０ ８ ０
一
口， 采产 量 占稠 油 总产量 的 ６ ％ 以上 。 冷 ０
段沉砂 口袋是 必要 的 。在 冷采 井 中使用 １ ２ ｍ ０～ ０
的沉积 管做沉 砂 口袋 ， 可在 生 产 初期 或 重 新 启 动 冷
１ 套管尺寸与井身结构
１ １ 套 管 尺寸 ． 现 场 上 Ｈ砂 冷采 井 一 股适 用 １７８ ｍ 大 套管 ｊ ７．ｒ ａ 完 井 。采用 大套 管 完井具 有 以下三方 面 的优点 。 第一 ． 稠油 出砂冷 采 一 般需 采 用 高转 速大 排量
验表明， 眼直径小于储层颗粒粒径 ４倍时， 当 Ｌ 砂粒 容易在 ７ Ｄ Ｆ Ｌ￣ 形成 稳 定 的砂 桥 ， 利 于 砂 子产 出和 不
浅析稠油开发配套工艺优化
浅析稠油开发配套工艺优化稠油开发渗透率偏低，影响注汽压力，吞吐回采油流阻力大，热采产量递减快。
同时，粘土含量高，在注蒸汽热采过程中因粘土膨胀、运移造成近井地带渗透率下降，井口产量递减快。
而且，油层胶结疏松，岩性细，注采过程中砂粒容易发生二次运移，造成油层堵塞，渗流能力下降，防砂难度大。
因此，稠油开发要从射孔、防砂、注汽、管柱等四个方面进行配套工艺优化。
1射孔优化：在射孔工艺上，从127型枪弹转变为140型大孔径枪弹。
大孔径的目的就是要产生尽可能大的射孔孔眼来增加油气往井筒内的流入，孔眼越大流动的截面积越大，油气流入井筒受到的阻力越小。
同样，砾石充填时受到的阻力也越小，配合适当粘度的携砂液，可以更有效地通过射孔孔眼充填砾石（图1）。
2 防砂优化2.1防砂前氮气泡沫混排氮气泡沫混排是通过向地层挤入低密度泡沫流体，同时在井内形成负压，使地层流体高速喷出，泡沫及地层流体带出大量松散微粒、近井堵塞物如泥浆、外来固相杂质。
这样不但防止入井液漏失，而且利用高粘泡沫流体的携带性能和洗油能力，大大提高作业效果，并缩短了作业时间。
2.2压裂防砂压裂防砂优点：（1）压裂防砂形成的短宽缝提高近井地带渗透率，提高储层吸汽能力，降低注汽压力。
（2）压裂防砂形成的垂向裂缝可以沟通各个小层，充分利用蒸汽超覆作用，改善热采效果。
（3）将压前径向流动模式转变为压后双线性流动模式，降低生产压差（图2）。
结合稠油油藏特点，对压裂防砂参数、携砂液、施工参数进行优化，形成压裂防砂模式：（1）相比循环充填、挤压充填，提高压裂防砂工艺加砂量、施工排量，通过增大加砂量、增大施工排量，增加改造半径。
（2）为满足热采生产的要求及砾石溶蚀效应，砾石材料设计使用0.85mm-1.18mm陶粒砂，适度将地层运移的细微颗粒排出，提高防砂效果及周期。
（3）普通挤压充填防砂施工最高砂比在60%以下，压裂防砂需要更高的砂比来促使裂缝膨胀，提高裂缝宽度，提高铺砂浓度，从而提高导流能力。
稠油冷采配套工艺技术
井 的稠油进行 玲采试 验研 究．
１ 影 响黏 度 的 因素 及 降黏 配 套 技术
１ １ 彩响原 油黏 度 因素 的室 内试 验 及分 析 ．
采用泽 ７ ０断块 ５口井 不 同 黏 度 的原 油 ， 比较 原
０ ９ ． 常温 、 压 稠 油油藏 ． ． ９属 常 因此 ， ７ 泽 Ｏ断 块原 油 应用 常规的 开采方 式根难 满足 开发 的需 要． 同时 ， 由
北断块 ） 即使 使用 便携式 的撬装 注蒸 汽系统也 需要 ， 较 大 的 投 资．自 １８ ０年 首 钻 泽 ７ ９ ０井 发 现 ， 到 直
１９ ９ ３年 应 用 螺 杆 泵 试 采 成 功 后 ， 断 加 强 地 层 研 究 不 工 作 ， 顺 构 造 格 局 ， 析 油 水 关 系 ， 究 油 砂 体 分 理 分 研 布及油 气运移 、 聚集 、 藏 规 律 ． 置 滚 动 开 发 井 ， 成 布 已 形成 具有一 定生产 规模 的稠油 油藏． 本文 依 据周 广 厚 的螺 杆 泵 开 采重 油 理论 ＿， １ 结 。 合泽 ７ Ｏ断 块 油 藏 的 特 点 和 原 油 物 性 ， 用 一 系 列 配 采
Ｎｉ 是影响 泽 ７ Ｏ原油黏 度 的最关键 因 素． 沥青 质 、 Ｖ、
胶 质和 残碳 对 泽 ７ ０原 油 黏 度 几 乎 具 有 同 等 重 要 的
影 响． 可能是 由于 ＮｉＶ 往往 牢 固地 缔合 在胶 质 、 这 ， 沥青质 或残 留在残碳 中之 故． 对 原 油黏 度 的ｉ Ｖ 和
于 该 断 块 含 油 面 积 仅 为 ２ ３ ｋ 包 括 泽 ７ 、 ７ ．２ｍ （ ０泽 Ｏ
北部扎齐油田稠油冷采工艺优化与实践
北部扎齐油田稠油冷采工艺优化与实践贾俊敏【摘要】针对北部扎齐油田稠油冷采、出砂严重,检泵周期短,人工举升困难的问题,进行了采油工艺的优选和优化设计,并进行了配套工艺技术的研究,结果表明,采用大直径、深穿透、高孔密射孔技术排出近井地带砂粒,形成油流通道能够提高原油产量,通过采用螺杆泵强排砂技术设计合理转速能够较好解决该油田存在问题,下泵深度应该尽量接近油层段,防止砂埋产层;同时,采用大泵径、大间隙、低冲次有杆泵举升技术能够避免砂卡泵,延长检泵周期.%Aiming at the cold production of heavy oil, sand serious, short pump inspection period and artificial lift problems in northern Zazi oilfield,optimization and design of produc-tion technology and matching technology is carried out. The results show that the large di-ameter, deep penetration, high shot density perforating technology, discharge near wellbore sand to improve the output of crude oil, the oil flow ing screw pump drainage sand technology of reasonable speed design can solve problem of the oilfield, pump depth should be close to the reservoir, preventing sand burying layer.At the same time, the pump diameter, large gap and low stroke rod pump lifting technique can avoid sand card, prolongs the pump inspection period.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】5页(P59-62,72)【关键词】稠油井;冷采;出砂;优化;螺杆泵【作者】贾俊敏【作者单位】中国石油辽河油田分公司钻采工艺研究院,辽宁盘锦124010【正文语种】中文【中图分类】TE933.3北部扎齐油田位于哈萨克境内，是一个大型带边底水和气顶的普通稠油油藏，主要储层为白垩系、侏罗系疏松砂岩；储层渗透率200 mD～3 000 mD；地层原油黏度316 mPa·s～417 mPa·s；地质储量2.52×108t，动用地质储量2.04×108t；目前采用衰竭式和注水开发。
稠油出砂冷采工艺技术
稠油出砂冷采工艺技术作者：何术华姚宏斌来源：《石油知识》 2014年第2期何术华姚宏斌稠油出砂冷采技术的基本原理，即不注热量、不防砂，利用螺杆泵将原油和砂一起采出。
包括两个最重要的开采机理，一个是形成“蚯蚓洞”，即通过此种方式使砂子大量的产出，油层中产生“蚯蚓洞”，使得孔隙度和渗透率大幅度提高。
二是形成泡沫油，随着溶解气与原油成泡沫油状同时产出，既可以保持“蚯蚓洞”的稳定，避免了底层原油脱气，延长稳产时间，溶解气又给原油提供了内部驱动力量，降低了原油的粘度，更有利于原油流动。
稠油出砂冷采技术的适用条件稠油出砂冷采技术较适用于胶结疏松的稠油油藏，此油藏的物性是油层胶结疏松，原油粘度高，高粘度的原油可以将疏松的砂子一起携带出来，形成“蚯蚓洞”，增加油层孔隙度和渗透率。
选用稠油出砂冷采技术一般取决于以下几个方面的条件：（1）油藏埋深。
油藏埋深应大于300米，油层太浅就会能量不足；而上限的标准主要取决于举升技术的水平，如果应用井下驱动螺杆泵会对油层深度上限放宽要求。
（2）油层厚度。
出砂冷采的油层厚度应大于3米，油层太薄既不利于经济效益的最大化，也不利于蚯蚓洞网络的形成。
（3）油层压力。
由于出砂冷采技术利用了地层能量，所以初始油层压力不应太低，压力越高越易造成较大的压力下降，这对出砂以及泡沫油的形成有利。
（4）原油粘度与密度。
原油粘度与原油携砂能力以及泡沫油的稳定性有关，粘度越高其携砂能力越强，所形成的泡沫油越稳定，目前证明的采用此技术的最好的粘度大致在1000~50000mPa.s，脱气原油密度为0.92~0.98g/cm3。
（5）原始溶解气油比。
出砂冷采的稠油油藏应含有一定的溶解气量，因为溶解气能使地层中形成稳定的泡沫油，使原油膨胀，不但可以提供驱动力量，而且可以提高采收率。
（6）粘土胶结物含量。
粘土胶结物含量越少，油层胶结越疏松，更容易造成出砂。
（7）初期含水量与底水。
初期含水量要小于40%，含水越高，携砂采油的能力越低；底水的存在有两种影响，一方面它为原油提供内部驱动力量，另一方面如果底水一旦进入井筒，出砂冷采就无法进行。
浅析螺杆泵采油技术的应用
浅析螺杆泵采油技术的应用螺杆泵作为一种容积性泵体，应用到采油技术中具有安装管理便捷、采油举升效率高、适应范围广等优点，本文结合螺杆泵采油技术应用特点，对其应用改进情况进行了探究。
标签：螺杆泵采油；采油技术；工艺改进胜利油田作为我国勘探开发时间较长的油田，在长期开发应用中对区块进行了多轮次开发和挖潜，实施了较多的增产措施，且区块内含有油藏类型较为复杂，包含部分稠油油藏，个别区块油井出砂严重。
而螺杆泵采油技术因为本身应用特点，比较适宜在稠油、出砂油井区块进行开采。
因此，为提升油气采收效率，需要对螺杆泵采油技术进行一定的应用探究。
1 螺杆泵采油技术基本情况1.1螺杆泵采油技术的工艺原理。
螺杆泵采油技术属于机械采油范畴，对油井出砂、油气混采、聚合物驱油区块和稠油油藏具有较强的应用优势，在注水开发油藏高含水阶段采油效果同样较好。
常规螺杆泵采油技术主要配套地面动力装置、井下抽油杆柱组合和螺杆泵三部分，其中，地面配套动力装置主要是在井口部位为井下管柱和泵体提供动力，并承受设备运转产生的轴向荷载以及设备速度变化产生的作用力；井下抽油管柱作用主要是连接和传递，将地面装置提供动力传输到螺杆泵，带动泵体运转作业；螺杆泵包括泵体和螺杆两部分，前者外部筒体由专业钢材支撑，外部覆盖抗腐蚀和油性侵蚀的胶体材料、发挥定子功能，后者是强度和精度都比较强的螺杆，外表面有镀层，可发挥转子功能。
系统运行中，主要是由地面动力装置电动机运转后，通过齿轮和皮带的传动作用实现变速生成动力，利用抽油管柱传递到井下泵体设备，通过泵体螺杆的转动驱动储层内的原油进入油桶，并进一步举升到地面，实现油气资源的开采。
1.2螺杆泵的应用特点。
螺杆泵运行中容积效率与压力呈现负相关关系，压力越小容积效率越高，在压力相同时泵深越大则流压越小，能够驱动更多的原油举升到地面。
螺杆泵结构紧凑，能源资源利用率较高，设备初期投入相对较低，可实现低成本采油作业；螺杆泵运行遵循热量、质量和能量守恒的特点，仅有少量的流量脉动，轴向连续性和稳定性较好，基本没有机械和液柱传动惯性造成的损失，泵容积效率在90%左右，属于低能耗、高效率的采油作业系统；应用较为广泛，对稠油油井和高含砂、高含气油井有利于油藏资源的举升和储运，在油气混输中不存在“气锁”现象，在直井、斜井段以及陆上和海上油藏都可以应用，在井口回压较大的区域还能在采油作业的同时实现远井集中运输；泵体存在棘轮、棘爪式防反转系统，具有性能可靠、操作简便的特点，在关泵停转时不会因为液柱压力的瞬间降低引起井下管柱反转引发杆柱“脱扣”问题，即使是在井下复杂状况造成停泵和出砂沉积在泵体上部的问题，其自我回复能力依然较强。
热油激励技术在套保油田稠油排砂冷采中的应用
ｆｒ ｄｔ ｉｔｉ ｏｍａ ｐｏ ｕ ｔ ｎｏ ｉ ｗｅｌ ｏ ｍｏ ｎｓｏ ｏ ｉ ａｅｉｊｃｅ ｎｏｏｌ ｏｍｅ ｏｍａｎａ ｎ ｒ ｌ ｒ ｄ ｃｉ ｆｏｌ ｌ ．Ｓ ｍｅａ ｕ ｔ ｆ ｔ ｌ ｒ ｎｅｔｄｉｔ ｉ ｎ ｏ ｓ ｈ ｏ
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稠油出砂冷采技术研究与应用
稠油出砂冷采技术研究与应用摘要：稠油是重要的能源资料，我国是稠油资源法国，采用有效的稠油出砂技术，能够增强稠油的利用率，对于我国的资源发展具有重要的意义。
本文对于稠油出砂冷采技术进行探讨，分析稠油出砂冷采技术的开采优势以及应用现状。
关键词：稠油出砂冷采应用一、前言稠油是21世纪重要的资源，对于我国的发展而言，稠油资源的开发利用对于未来的原油短缺具有战略意义，当前用于稠油开采的主要方式是主蒸汽等人才技术，但是面临着菜油成本高、油层出砂等技术难题。
稠油出砂冷采技术是20世纪80年代发展起来的一种稠油开采技术，通过采用螺杆泵进行开采，具有操作成本低的特征[1]。
与热采技术相比，稠油出砂冷采技术能够减少浅、薄、散的稠油油藏污染，能够有效的提升开采效率，可用于一般的稀油油藏和已经热采过的稠油油藏。
二、稠油出砂冷采技术意义我国陆上稠油约战石油资源的20%，至今已经发现了70多个稠油油田，具有丰富的储量对于我国的石油资源具有重要的意义。
但是因为部分油田的由于油层薄、厚度比低或者原油粘度太高，仍有相当数量的稠油资源无法投人开发，采用蒸汽热的方式进行开采，对于稠油的开采利用具有严重的限制意义。
采用稠油出砂冷采技术，具有操作成本低、开采效率高以及开采污染少的特点，而且可以作为热采的后续开采方式，对于提升我国稠油开发利用具有重要的意义。
三、稠油出砂冷采适用条件与技术原理1.稠油出砂冷采适用条件虽然当前并没有形成统一的稠油出砂冷采技术地质筛选标准，但是就当前的稠油出砂冷采技术使用实践而言，稠油出砂冷采技术主要适用于以下地质条件：（1）油层的胶结状况，稠油出砂冷采技术适用于交接程度较低、泥沙含量较低的地层结构，而且需要油层疏松，具有较好的流动环境；（2）油层孔隙度、渗透率和饱和度，稠油出砂冷采技术适用的油层一般要求渗透率大于0.5，孔隙率大于30%，含油饱和度高于60%；（3）油层厚度，稠油出砂冷采技术的油层厚度不能太低，一般至少需要在3m以上，对于油层厚度太薄的油田而言，稠油出砂冷采技术的出啥量与油井产能会受到影响；（4）原油粘度和密度适中，原油的年度越高，携砂能力越强，但是流动性能差，原油粘度太低会影响其携砂能力。
稠油开发中螺杆泵采油技术及运用分析
80我国有着非常丰富的稠油资源，储藏量大，开发难度不高，因此备受业内人士的关注，形成了大量的稠油生产基地。
但以往针对稠油资源的开发以注蒸汽开采为主，存在较为严重的出砂问题，且成本较高，推广难度大。
针对这一问题，近年来我国开始尝试应用螺杆泵技术进行稠油开发，取得了一定的成效。
以下针对稠油开发中对螺杆泵采油技术的应用要点进行分析与总结。
1 螺杆泵采油技术原理螺杆泵由定子、转子两个部分构成，的螺旋形过盈配合形成连续密封式腔体结构，在转子旋转过程中满足介质传输的要求。
沿螺杆泵全长，于定子橡胶衬套内表面以及转子外表面间形成多个密封式腔体结构。
在转子转动过程中，两者间不断形成密封式腔式室，并沿排出端发生推移并最终消失。
在这一过程中，受到吸入端压差因素的影响，介质被吸入其中，并逐步推挤至排出端，促进压力的持续性升高。
作为一种具有良好节能效益且结构简单的采油设备，螺杆泵采油在稠油开发领域中的应用具有一系列的优势，如结构简单且成本低廉，螺杆泵容积效率高，对黏度适应范围广等等，并且在高含砂井、高含气井稠油开发中也有着良好的适应能力。
但随着稠油开发领域中对螺杆泵采油技术的进一步应用以及相关经验的累积，也在实践中发现了螺杆泵采油技术存在的一些问题与不足，如定子橡胶损坏频率较高，导致检泵次数较多且检泵时必须起下管柱，导致操作人员的不变。
并且，定子橡胶在耐热温度方面的限制导致其无法在主蒸汽经中应用。
除此以外，由于螺杆泵采油技术下定子、转子需要实现过盈配合，运转期间热量必须通过井液带走，以免定子橡胶出现老化或膨胀等问题，对其使用寿命产生不良影响。
2 螺杆泵采油技术应用在现阶段稠油资源开发过程中，为进一步提高油井稠油出产效率，应当参考螺杆泵生产动态模型进行优化设计，并综合考虑产油性能、重油油井条件等相关因素对螺杆泵采油性能的影响，以合理优化螺杆泵型号、工作深度、光杆型号等相关参数的选择，在确保螺杆泵工作状态最佳的前提下，合理降低开发成本，提高原油产出效率。
螺杆泵采油技术研究现状及趋势
221CPCI中国石油和化工石油工程技术螺杆泵采油技术研究现状及趋势廖 健（中国石油长庆油田分公司第三采油厂安全环保科 宁夏银川 750006）摘 要：自20世纪中期法国学者RenMoineau获得第一个螺杆泵的专利之后，螺杆泵采油技术发展迅速。
螺杆泵因其独特的优势在油气田开发中发挥着巨大的作用。
本文概述了螺杆泵采油技术的原理及优势，重点分析了针对我们油田地质特征螺杆泵在应用过程中存在的一些难点，并提出了相应的建议，最后对我国螺杆泵采油技术的发展趋势进行了展望，对于我国采油事业的发展具有一定的理论指导意义。
关键词：螺杆泵 采油 现状 趋势1 引言上世纪30年代发过学者成功的发明了螺杆泵并申请了第一个专利，近年来随着众多学者的不断深入研究，螺杆泵采油技术得到了进一步的发展，在油气田开发过程中发挥了重大的作用。
螺杆泵技术的不断发展，螺杆泵采油技术的应用从重油已经发展到了大排量井及排水采气井中。
这逐渐显示出了螺杆泵正想着规范化系统化的方向发展。
螺杆泵作为一种机械采油设备，我国在设备的制造以及工艺的应用方面也取得了很大的进步。
上世纪80年代初美国、加拿大等国外众多学者自主研发了扬程在500m-2000m 之间的一系列螺杆泵产品，并在油气田开发过程中取得了很好的应用效果。
我国在螺杆泵采油技术方面起步较晚，但是随着我国科技的不断发展各项技术不断发展，目前我国已经大规模的形成了螺杆泵采油系统，且自主研发出一系列的排量为2-240m 3/d ，扬程为500m-1800m 的螺杆泵产品。
目前该项产品已经在各大油田的采油事业中发挥了极大的作用。
2 螺杆泵工作原理及特点2.1 螺杆泵的结构目前成功研发出取得不错效果的采油螺杆泵主要有如下四种结构：（1）采油单螺杆泵。
单螺杆泵的结构最简单，也是国内外井下采油中最主要的一种结构。
这种螺杆泵在工作时的扭矩是采用抽油杆所传递。
因此，在当井底排量很大的情况下难以实现深井采油。
所需要的动力主要由电动机和马达提供。
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螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
（二）、抽油杆
抽油杆设计原则是所选用抽油杆 许用扭矩必须大于工作扭矩，并有不 小于20%的安全系数。对于排砂冷采 井，含砂增高时对扭矩影响极其敏感， 含砂超过5%后，驱动扭矩直线上升。 下面是Amoco公司在一口排砂冷采井 测定含砂与驱动扭矩关系图。
《井下作业中捞砂作业管理规定》
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
第五部分 排砂冷采方式下螺杆泵举升工艺的
应用效果及几点认识
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
排砂冷采方式下螺杆泵举升工艺的应用效果
套保油田自2000年试验螺杆泵作为稠 油举升的配套设备以来，对选泵、杆管泵 及井下工具的组合有了一套成型的经验， 最终确定采用高携砂螺杆泵作为套保油田 稠油排砂冷采开发的配套举升设备。现场 应用证明，对于含砂体积比30%～40%的 油井，在没有沉砂口袋的情况下也能正常 工作。2003年产能建设54口井全部应用 该技术，取得了成功。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
第三部分 排砂冷采方式下螺杆泵井下
工艺管柱的优化
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
排砂冷采方式下螺杆泵井下工艺管柱的优化
试验初期我们
采用的是常规的管 柱结构，即油管+ 泵+锚定器+定位销 +尾管。
缺点：泵的沉 没度比较低。由于 油层压力低，原油 粘度大且含砂高， 螺杆泵的吸液能力 差，造成泵效低和 尾管内及其入口积 砂，经常发生堵塞。
在生产时可上下调整泵的转速，及时改变泵的排量。
根据以上条件，套保油田排砂冷采使用10m3/d·100rpm、
16 m3/d·100rpm、28 m3/d·100rpm 三种排量的泵，以满足不
同产量井的需要。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的
优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
排砂冷采方式下螺杆泵井下工艺管柱的优化
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
排砂冷采方式下螺杆泵井下工艺管柱的优化
第二次改进
是改变油管锚固 方式，选用翻板 式扭力锚，它的 特点是结构简单、 工作可靠、坚固 耐用。
管柱结构是 油管+螺杆泵+定 位销+扭力锚
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
三、地面驱动装置及电控部分
（一）、电机功率设计
电机功率设计主要考虑油井初产时的高
含砂及措施快速提液要求，各部份的消耗功 率如下 ：
15 m3/d·100 r/min时系统功率损耗表
项目
功率损耗(KW)
井口压力
0.054
驱动头
0.56
ห้องสมุดไป่ตู้
环空阻力
0.3
螺杆泵
2.65
合计
3.56
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
三、地面驱动装置及电控部分
（二）、电控箱
电控箱控制电机的启动、停止， 配备变频调速装置，以满足时常调整 排量的需要，可以精确控制动液面， 保持较大的生产压差，确保排砂冷采 的成功，并具有过载、欠载等异常情 况自动停机保护功能，防止抽油杆断 脱和干磨事故发生。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
三、地面驱动装置及电控部分
地面驱动装置将动力传递给井下 泵转子，使转子实现行星运动。主要 包括：电机、传动皮带、减速箱、盘 根盒、电控箱五部分。螺杆泵地面驱 动装置的选择除考虑与井口连接及减 速比等因素外，更重要的是要考虑驱 动头电机功率的承载能力。
排砂冷采方式下螺杆泵井下工艺管柱的优化
第二次改进后存在问题： 一是油井出砂量大，
砂埋泵吸入口： 二是原油粘度高，进
泵阻力大，井下泵的充满 程度低。
解决方案：把普通的 定位销改成侧开槽定位销
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
第四部分 排砂冷采方式下螺杆泵生产管理
及小修作业管理
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
排砂冷采方式下螺杆泵井下工艺管柱的优化
为解决砂堵尾管造成频繁作业 问题，我们对井下管柱进行了第一 次改进，将泵吸入口下在油层底界。 由于支撑卡瓦锚必须下在油层之上， 锚和泵之间用几根油管相连，为防 转脱，将各处丝扣用钢筋焊接。见 下图。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
（二）、抽油杆
代入φ22mm和φ25mm两种规格油杆数据， 可算出φ22mm油杆许用扭矩范围为296-592N.m， φ25mm油杆许用扭矩范围为494-988N.m。
据实测，在泵挂350m、产量20t/d、转速 60rpm情况下，含砂为0和30%工况下，井口最 大驱动扭矩分别为158N.m和474Nm。 选择 φ25mm油杆能满足生产需要。实践证明， φ25mm油杆的断脱几率要远底于φ22mm油杆。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
（二）、抽油杆
含砂（%） 扭矩(Nm)
0 380 5 680 10 710 20 1050 30 1140
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
（五）、光杆
依据生产时扭矩要求和日常管理经常提出转子冲 洗需要，选定φ32mm\10m长的光杆。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
二、配套工具
螺杆泵井下配套工具主要有油管扭力锚、抽油杆防脱 器及杆、管扶正器，套保油田油井是浅直井，螺杆泵转速 较低，所以抽油杆防脱器及杆、管扶正器没有使用，现场 没有杆管偏磨及倒转脱扣现象发生。
第一部分 套保油田的基本状况
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
套保稠油油田的基本状况
一、油田自然状况
套保油田位于吉林省白城市到保乡境内， 西距白城市约20km。长白铁路、公路通过油田， 交通方便。
该油田区域构造位于松辽盆地南部西部斜 坡区中部隆起区的西部缓坡带上，有萨尔图、 葡萄花两套层系，主力油层为萨尔图油层。
（一）、井下泵及管柱部分
1、螺杆泵排量确定
确定排量的原则：
（1）、排砂冷采要求生产压差最好能放到最大；
（2）、根据油井油层性质、排砂冷采试验井的生产情况，预测
排砂冷采井初期产量（套保油田一般为4-35 m3/d）；
（3）、螺杆泵说明书注明：举升扬程400-600米时，泵效为
65%-70%；
（4）、为减轻摩损，螺杆泵一般采用中低转速（50-150rpm），
180
82
1001
混合液举升到地面（米） 385
385
385
385
地面回压（米） 合计
15
15
15
15
421
580
482
1401
注：计算条件：含砂20%（V/V）、粘度3527mPa.s、Φ25mm抽油杆、泵挂350m、沉没度10m、回压0.15MPa。
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
螺杆泵在套保稠油油田开发中的应用发展
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
（三）、油管
排砂冷采普遍采用φ88.9mm油管与φ25mm油杆配合，目 的是减小管杆环空阻力。
（四）、井口
采用7″简易150型井口，驱动头与井口法兰连接，同时 考虑排砂冷采环空测试的需要，在井口法兰下部设计了偏心 测试头。
一、螺杆泵举升系统各部分的选择
（二）、抽油杆
抽油杆许用扭矩计算公式为：
式中：
TG=·I─P·─Φ─ HP
T —抽油杆井口处许用扭矩，N﹒m；
G —抽油杆剪切弹性模量，8.1×104MPa；
IP —抽油杆截面惯性矩，mm4； HP —泵挂深，m；
(0.5～1)H ф—许用扭矩角 ф=──3─.14── ，rad；
地层内大量砂子的产出是排砂冷采获得较高产量 的关键因素。怎样将砂子安全举升到地面是采油工艺 迫切需要解决的问题。从采油设备上来看，常规活塞 式深井泵在地层产出液含砂较高时，经常发生卡泵现 象。矿场实践表明，螺杆泵能很好地泵送高含砂量、 高黏度原油，调整排量操作简单、精确，适合做为稠 油排砂冷采的配套举升设备。
套保油田稠油排砂冷采 螺杆泵系统的优化设计
技术
2020/11/15
套保油田稠油排砂冷采螺杆泵系统的 优化设计技术
排砂冷采是一项新的稠油开采方式，它除了 要求特定的地质条件外，在举升工艺上要求采用 具有高携砂性能的螺杆泵。吉林油田分公司通过 在套保油田反复试验，总结出了设计应用高携砂 螺杆泵各项技术参数的方法，即泵排量、转速、 扬程、地面驱动功率的优选和油管、油杆、锚定 器等井下工具的合理组合。通过2002〜2003年 现场应用后，本技术充分发挥了油井产能，满足 了排砂冷采的需要。
排砂冷采方式下螺杆泵生产管理及小修作业管理
套保油田在三年多的生产过程中，摸索、总结出了
一些经验作法，初步形成了螺杆泵排砂冷采的八项管理 制度。
《螺杆泵日常管理规程》
《油井管理制度》
8 《新投油井的管理》
项 制
《生产井异常情况的管理》