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看国外采油技术的新进展 下一篇 上一篇 上传时间：2009-08-10 11:02 点击：817 支持一下 5 近年来给世界石油工业带来技术革命的几项高新技术成果主要有以下几个方面：地质巡航系统给水平井技术和复杂油井结构的发展带来了无限的生命力，使水平井从过去边缘和高风险技术变成今天提高原油采收率的常规技术。钻井监控系统使石油钻井工艺技术迸入了全球实时监控时代，人们可以在办公室与远在万里之遇的井场工程师和技术总监通过网络进行通讯，提高了钻井的安全性和效率。智能完井技术对石油资源提供了一种更智能化、更灵活可变的管理，同时，智能完井系统给油藏参数监测和生产参数的计量提供了一个强有力的手段。先进的完井技术在疏松砂岩油藏的长水平井段裸眼完井获得成功，实现了油井长期的无砂生产。新的人工举升系统在油田的应用可提高产量和减少井下故障，降低采油成本。近年来，水平井技术带动了世界石油工程技术的飞速发展，该技术在提高原油采收率方面的优势明显。水平井钻井过程中，钻头钻遇油层靠新一代的地质巡航（GeoNavigaion）系统进行井眼轨迹的准确导向，100中靶，确保其最大限度地钻遇油层。在实现油藏和采油生产一体化的优化管理方面，借助网格技术的钻井井眼结构实时监控（Realtime Well Construction Monitoring）技术实现了20世纪80年代初人们的设想，已经可以使相距万里之遥的钻井现场总监与地质师之间进行有效通讯，交换钻井意见，共同查看钻井的全过程和修改井眼轨迹，真正实现优化钻井。智能完井系统（Intelligent Completion system）可使人们目睹井下油藏变化的动态参数，并能随时根据生产需要遥控井下各个不同油水层的开关，实现油嘴或水嘴的无级调速，油井管理更高效、更科学和更灵活。先进的完井技术主要体现在高难度的疏松砂岩油藏的水平井裸眼完井技术，该技术应用近年来发展起来的水压裂（Water Fracturing）技术结合下入具有独特结构的防砂管（StandAlong Pre-packing Screen）和管外砾石充填（Gravel Packing）完井技术，成功地实现水平井和多分支井的裸眼完井，从而达到长期的无砂生产。（一） 有杆采油技术作为有杆采油的主要设备，国外抽油机的发展十分迅猛。近年来，国外研制和应用了自动化抽油机和智能抽油机。为适应各油田不同情况的需要，国外还研制了相适应的抽油机。例如，低矮型、前置式、紧凑型无游梁长冲程等抽油机能够适应各种自然地理条件的需要：液压缸式、增大冲程游梁式等抽油机能够适应高含水、含砂、含石膏、含石蜡等石油 抽汲和稠油低渗透油层的开采斜井抽油机、丛式井抽油机、双驴头抽油机、双井平衡抽油机、紧凑型抽油机等能够适应垂下井、斜井、定向井、丛式井、水平井抽汲的需要；适应深井抽汲的大型抽油机的最大载荷达到 2 130 kN，最大下泵深度达到 4 420 m；近年未美国研制出了冲程长度为3048 m的超长冲程抽油机以适应长冲程抽油的需要，这是目前世界上最大冲程的抽油机；为节约动力消耗，还研制应用了异相型、前置式、大圈式、轮式、玻璃钢杆、六连杆等新型节能抽油机。在有杆泵开采井下工具方面，为提高机采效益，延长检泵周期，国外研制出了很多配套设施。例如，加拿大 Harbiso。 Fischer有限公司生产出了一种高排量、高压缩能力凡尔罩的有杆泵其液体通过能力比现有几尔罩高一倍，并能对液体传递螺旋运动，从而延长几尔球的使用寿命；得克萨斯州的回声探测仪公司和得克萨斯州大学分别开发出一种新气锚，该气锚在套管内偏心，同时分离器靠在套管壁的一侧，这样确保最低量的游离气进入分离器，从而显著提高了气锚的效率； Amoco公司利用碳纤维合成技术研究而成的抽油杆，可以作为连续的合成带状抽油杆取代常规柱状抽油杆，以提高标准游梁式举升系统的工作性能；Madison工程公司生产的一种抽空控制器，能利用数字信号处理技术优化油井抽汲工作，不需要测示功图而只测定交流电压及电机的电流就能判断油井抽空倩况，井能存储一个月的相 ¬关信息，其配套的控制程序能自动调节停抽时间间隔以优化油井的产量。国外采油技术的最新进展电动潜油泵采油技术 （二）电动潜油泵采油技术近几年未，电动潜油泵及其配件的研制取得了新的进展。ESP公司研制的大排量高效电潜泵，可提高机组在磨蚀条件下的工作特性和延长运行寿命使其在峰值下的效率达到 70；俄罗斯设计制造的隔膜泵克服了一般的电动潜油离心泵在低排量时效率低的缺点。为了延长电泵井检泵周期，研究应用了性能优良的电压保护装置。如Unico公司生产了一种矢通量控制的变频控制器，其功率可达到2.24 *I 04 W，性能优于普通的脉冲宽度调制驱动，效率高，可完全进行电机保护和诊断，并可与遥测装置和计算机配合使用户原油田与有关院所合作，研制井推广使用一种电压保护器，该保护器既能保证瞬时停电不停机，又能够吸收电压波动时产生的瞬时高压，从而确保了机组的正常运行。对于电动潜油泵的电机保护也至关重要。MSI公司研制出了一种专利型电机保护器，该装置增强了轴的稳定性和密封性，能有效阻止井液从腔室顶端进入，连接方便； ODI公司研制出了一种新型的电机密封腔，使用专利型的同心胶囊设计，一个膨胀腔就能进行三道轴密封相当于三腔密封保护，从而使腔室少且较短，不仅有效地保护了电机，而且缩短了设备的长度降低了成本。电动潜油泵的电缆保护工艺技术也是延长检泵周期的重要因素。ODI公司开发出了一种电缆保护系统，该系统使在泵进入弯曲井段时能够旋转井将电缆线反转绕出曲面，从而避免安装电潜泵时连接马达的电缆易被“狗腿”井段损坏现象发生（三）螺杆泵采油技术随着各国稠油、含砂、含气井的数目越来越多，为满足油田开采工艺的需要，近十年来各国有关制造厂和公司相继推出了井下单螺杆抽油泵系列产品，主要以地面驱动、抽油杆传动为主，同时也生产无杆螺杆泵等产品，在螺杆泵的元件和配套设备方面也推陈出新。在传统的地面驱动、抽油杆传动的单螺杆泵的基础上，近几年来，国外还研究出了其他类型的螺杆泵。如路易斯安娜西Monroe的美国泵系统服务有限公司生产的多叶片螺杆泵，其设计在泵长度缩短的倩况下，可获得很高的排量根据举升深度，己经设计出了排量高达1272m3d的多叶片泵。与地面驱动、抽油杆传动相对应，国内外己经研究出了无杆螺杆泵，如BWM泵公司生产的液潜和电潜马达驱动螺杆泵依靠动力液和井下电机以及齿轮减速装置在井下实现对螺杆泵的传动。在螺杆泵的配套设备方面Highland公司生产的螺杆泵专用变频驱动装置，很容易调整泵速，无需水力驱动和变换传动带及滑轮槽轮就可以使其与实际生产吻合，井可人工调节。Bach自动泵控制器能够监测油井的工作倩况，并能根据事先拟订的程序和油井的状态使螺杆泵以最佳速度工作，通过电压、电流、压力、效率和动液面的高度监控抽油系统实际载荷。当实际载荷变化时，系统调节螺杆泵的排量和速度，调节量大小由软件控制保证了螺杆泵精确、高效地运行。螺杆泵开采技术的发展趋势包括改进螺杆泵的选择性以增强其适应性，改进螺杆泵性能提高其运行和节能效率，延长螺杆泵的使用寿命等。国外采油技术的最新进展气举采油技术 （四）气举采油技术在气举采油技术方面，主要在气举优化设计软件和气举井下工具等方面发展较快。以美国图尔萨大学人工举升中心为代表研制的气举优化设计软件，在设计上考虑了气举采油的全过程，井将多相流理论研究、井筒内温度分布研究、套管压力不稳定性研究的多项新成果应用于软件之中使得模型更精确；而且界面更友好，便于气举设计和分析人员使用。国外气举配套工具己基本形成系列，产品主要有气举阀、偏心筒、封隔器、间歇气举装置、柱塞气举装置、洗井装置等。例如， BS T公司生产的适用于小套管井的气举阀偏心筒和打捞工具，Dallad公司的Haliburton能源服务部开发的油管传输电动气举阀，借助于地面控制设备和套管柱内的金属电缆可以对其进行控制和调节。在气举方式上，目前国外出现了一种喷射气举，借助于射流泵将高压高速气体从注气点注入，实现对油管内液体的举升。国内从 1982年开始比较大规模地研究气举采油目前基本形成了半闭式气举、小油管