隨著石油資源采集技術的發(fā)展,新型高效的采油技術不斷的開發(fā)和利用。在常規(guī)開采中,通常是油管和抽油桿配套使用,普遍有成本高、效率低的現(xiàn)象,實心抽油桿無油管采油技術是一種新型、便捷、高效的采油技術,是采油技術發(fā)展的新方向。
在傳統(tǒng)的有桿采油技術中,基本上都是以油管和抽油桿作為配套設施,這種方式會使泵效降低,還會出現(xiàn)油管漏等現(xiàn)象。針對這種現(xiàn)象,研制出了一種無油管的采油技術,它能夠提高效率,縮短作業(yè)的生產(chǎn)周期,因此無油桿技術將逐漸取代有桿采油技術。
實心抽油桿套管采油技術基本理論分析
1.1系統(tǒng)結構
無油管采油裝置是將抽油泵筒直接懸掛在預定深度的油層套管上,實心抽油桿來完成出油通道和抽油桿柱的工作,其主要的配套結構有套管、實心抽油桿、桿柱優(yōu)化設備、扶正減震設備、限位設備等。實心抽油桿套管采油系統(tǒng)包括封格系統(tǒng)、卡定密封系統(tǒng)、打撈系統(tǒng)、扶正減震系統(tǒng)和三防配套系統(tǒng)等。
懸掛封隔系統(tǒng)主要起到懸掛的作用,要保持良好的密封性能,并且要承受住一定的上下壓差。該系統(tǒng)可以將套管采出液和油層分隔開,保證泵的穩(wěn)定性。懸掛封隔系統(tǒng)采用雙向卡定三級鎖塊二級索瓦的卡定封隔裝置,在液壓作用下進入工作狀態(tài),卡瓦伸出雙向卡定,進行穩(wěn)固的同時還可以壓縮密封件。
卡定密封系統(tǒng)是保證正常出液的關鍵,卡定密封系統(tǒng)可以保證卡定的穩(wěn)固性,使得抽油泵正常運行,并在良好的密封性能下避免造成循環(huán)短路。該系統(tǒng)與懸掛封隔系統(tǒng)相連接,單向卡定進行密封,完善系統(tǒng)的功能。
扶正減震系統(tǒng)可以確保下泵時卡定密封裝置不會移動,始終保持在正中位置,還可以較大限度的減輕抽油過程中的震動,降低設備的振動對密封性能的影響力。該系統(tǒng)采用液壓阻尼和蝶簧實現(xiàn)減震性能,同時通過發(fā)揮扶正塊的作用進行扶正。
打撈系統(tǒng)又分為套管內(nèi)部抽油桿和抽油桿接箍的打撈、抽油泵的打撈和卡定密封系統(tǒng)的打撈。不同的打撈部分的難度程度不一,在打撈工具的選擇方面也存在一定的區(qū)別。
三防配套系統(tǒng)是指針對防氣、防砂和防蠟選擇的裝置,三防裝置并不能起到排除的效果,只能起到“防”的作用。防氣設備主要有防氣泵,促進排氣;防砂設備主要是采用多層過濾和旋流分離設備進行;防蠟過程則是依靠配套桿式防蠟器實現(xiàn)的。
1.2實心抽油桿采油技術的優(yōu)點
采用實心抽油桿進行采油的技術有很多優(yōu)勢,首先一點就是這種采油工藝可以大大降低設備成本,因為省掉了原有的油管設備。其次,就是采用套管采油的采油工藝,其出液方式和工作原理并不復雜,大大降低了對工藝泵的下入深度的限制。另一方面,液體可以在套管內(nèi)流動,降低了抽油機的承載力,減少液體流動的阻力,還可以起到節(jié)能作用。實心抽油桿采油工藝可以使采出液與油層分離,有負壓采油的功能,這樣一來,可以減少人力的投入,降低投入的生產(chǎn)成本。
實心抽油桿采油技術存在的問題
2.1不能用于稠油井
盡管無油管采油技術有著諸多優(yōu)點,但也存在著一些缺陷。無油管采油技術在開采稠油的過程中,若溫度過低,則易在抽油桿上部出現(xiàn)一段段像腸子似的現(xiàn)象,所以無油管采油技術不適合用于溫度低、稠度較高的油井。
2.2不適合用于含蠟高的油井
無油管采油技術在開采含蠟高的原油時,蠟容易出現(xiàn)結晶,導致油泵的堵塞,從而降低抽油的效率,只有溫度較高時才能緩解這種現(xiàn)象。
2.3抽油機沖次不宜過高
實踐表明,無油管采油技術的抽油機沖次容易導致桿柱二次托扣,這是因為抽油機的高沖次形成的下行速度加大了桿柱頻繁彎曲,一般沖次最好不超過6次。
實心抽油桿采油技術設計探討
3.1確定油井的動態(tài)
實心桿套管采油技術的設計首先要測量油井動液面的高度,井底原油的流動壓力由實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)獲得,根據(jù)流動壓力和實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)來得到油井的原油的流動狀態(tài),通過流動狀態(tài)來計算實心桿采油系統(tǒng)的產(chǎn)量和井頂和井底的流動壓力,然后根據(jù)實心桿采油系統(tǒng)的產(chǎn)量和井頂和井底的流動壓力來計算實心桿采油動液面的高度。
3.2動液面的計算
因為抽油桿柱是整個實心采油技術的核心部位,桿柱的選擇一定要嚴格按照標準選擇,包括桿柱的大小、材質(zhì)和組合方式,都會影響采油的效率和質(zhì)量,因此為了提高采油的效果,一定要對采油桿進行合理的計算。首先要計算抽油桿的載荷,進行定向抽油桿的受力分析,找出影響油桿受力的因素,比如曲率、定向井的井斜角。抽油桿的受力模型要按照具體的定向井的結構,從而可以得到更加準確的抽油桿載荷。
3.3采油桿柱系統(tǒng)的結構分析
傳統(tǒng)的采油桿柱系統(tǒng)一般都會選擇倒金字塔的結構,下部桿具尺寸要小于上部桿具尺寸,由于下面的尺寸較小,所以其機械強度相對較差。在實心桿采油技術中,由于抽油桿向下作用時,下部的抽油桿會受到壓力而產(chǎn)生彎曲的現(xiàn)象,如果抽油桿的強度較小,就會導致抽油桿彎曲,接觸到套管壁,從而容易導致抽油桿和套管的偏磨,降低采油的效率和采油桿柱系統(tǒng)的使用壽命。在下部的抽油桿中添加一定數(shù)量的加重抽油桿,則可避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。
3.4扶正器的科學設計
由于實心桿采油系統(tǒng)中油管和油桿的距離要遠大于傳統(tǒng)的有桿泵采油系統(tǒng)的距離,所以更易產(chǎn)生油桿和油管的偏磨,這就必須對抽油桿的扶正器做出科學的設計,盡量避免油井的損壞和磨損,減小成本??茖W合理的扶正器能夠使抽油桿更加居中,減少了偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。這樣可以使油井的采油量增加,更加高效。
無油管采油技術突破了常規(guī)采油技術的局限性,大幅度的提高了泵的效率,降低了成本,節(jié)約了油井材料,延長了生產(chǎn)周期,具有很好的推廣價值,逐漸成為油田開采的新方向,但在實際應用中還需根據(jù)油井的具體情況設計相應的具體方案,保證高效、經(jīng)濟的優(yōu)勢。