八面河油田南區采油螺桿泵適應條件分析
采油螺桿泵以較多優(yōu)點(diǎn)而被油田推廣采用，但其實(shí)際應用中亦存在一些不足，只有在條件適宜的情況下，才能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)對螺桿泵的實(shí)際應用分析，總結出螺桿泵在八面河油田南區的一些較佳適應條件。
八面河油田南區位于山東省壽光市與廣饒縣交界帶，八面河之南，面積約156Km2 。區域內油層埋深約1100m，不同區塊、不同層位原油物性差異很大，原油粘度從30～40000mPa·s均有分布。南區目前有生產(chǎn)油井930口，生產(chǎn)井中出砂井、含氣井、低至高含水井、低至高液量井、直井斜井水平井均有包含，是采油螺桿泵較理想的試驗場(chǎng)所。
1、螺桿泵優(yōu)點(diǎn)簡(jiǎn)介
(1)一次性投資最少。相比電動(dòng)潛油泵生產(chǎn)節省約12萬(wàn)元，相比抽油機生產(chǎn)節省約14萬(wàn)元。
(2)結構簡(jiǎn)單，維護方便。螺桿泵的驅動(dòng)裝置安裝在油井的井口上，體積小，重量輕，占地面積小，維護費用少。
(3)節能效果好。螺桿泵工作時(shí)負載穩定，機械損失小，泵效高，效率高。
(4)適應性強。能用于稠油、含砂、含氣井開(kāi)采，能用于叢式井組、斜井和水平井開(kāi)采。
2、南區螺桿泵應用情況
采油螺桿泵在南區應用處于一個(gè)較低的水平，歷年來(lái)只占開(kāi)井的1%～3%。雖然螺桿泵有較多優(yōu)勢，但其平均檢泵周期相比抽油機生產(chǎn)周期要短，整體計算下來(lái)，效益比不過(guò)抽油機生產(chǎn)，因此制約了螺桿泵的廣泛應用。真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)通過(guò)計算分析，在同井應用螺桿泵生產(chǎn)以及液量相仿的情況下，只有當檢泵周期大于使用抽油機生產(chǎn)檢泵周期的約1.3倍時(shí)(節電影響的成份較少，主要是檢泵費用)，效益才能比使用抽油機生產(chǎn)好。
2.1、南區2012年在用螺桿泵井檢泵周期
2012年有效在用螺桿泵井共26口，其中有9口下泵后未作業(yè)不統計，17口井平均檢泵周期445天(南區全井平均檢泵周期720天)。
(1)螺桿泵檢泵周期與抽油機生產(chǎn)時(shí)對比。由抽油機生產(chǎn)改為螺桿泵生產(chǎn)其檢泵周期有對比性的井11口(含3口未作業(yè)井，周期已延長(cháng))，檢泵周期相比有延長(cháng)的井有6口，倍比大于1.3倍的井只有4口(見(jiàn)表1)，創(chuàng )效井所占比率為36.4%。
表1 倍比大于1.3倍的井
從表1中可以看出，這4口井日產(chǎn)液量均小于30m且均為直井。
(2)檢泵周期大于600天的井5口，見(jiàn)表2。
表2 檢泵周期大于600天的井
從表2中可以看出，檢泵周期較長(cháng)的井日產(chǎn)液量在30m 以?xún)�，均為直井或直井段�?/p>
(3)檢泵周期小于300天的井有7口，見(jiàn)表3。
表3 檢泵周期小于300天的井
從表3中可以看出，斜井及液量較大的井，檢泵周期較短。
2.2、南區2012年在用螺桿泵井能耗情況
從理論上說(shuō)，螺桿泵對比抽油機生產(chǎn)應有較好的節能潛力，因為螺桿泵生產(chǎn)時(shí)是一個(gè)持續均勻的運轉過(guò)程，而抽油機生產(chǎn)時(shí)由于上下往復運動(dòng)存在慣性能量損失。從實(shí)際應用情況看，節能效果并不明顯。這是因為當前抽油機配用節能電機且采用節能優(yōu)化參數生產(chǎn)，能耗已處于較低水平。
統計抽油機井改螺桿泵井生產(chǎn)，在液量相仿，且裝有電表的14口井進(jìn)行對比得出：這14口井在抽油機生產(chǎn)時(shí)平均日耗電159KWh，改為螺桿泵生產(chǎn)后平均日耗電149KWh，平均日節電10KWh;對比有節電效果的井5口，平均日節電64KWh，對比增加耗電的井4口，平均日耗電增加47.5KWh。耗電量減少的井日產(chǎn)液量在30m以?xún)�，且均為直�?耗電量增加的井日產(chǎn)液量大于50m，且多為斜井，分析認為液量較大或井斜時(shí)，造成桿與管之間的摩擦力增加較多，導致扭矩增大，耗電增多。
3、不同條件試用情況
3.1、大液量井試用大排量螺桿泵
南區從2004年開(kāi)始引進(jìn)試用大排量螺桿泵，統計試用井8口(日產(chǎn)液量>60m，最大液量未超過(guò)110m)，其平均檢泵周期353天，平均日耗電241KWh。大排量螺桿泵失效的主要原因是泵脫、管脫，占作業(yè)總井數42.2%，其次是桿斷，占作業(yè)總井數36.8%，管漏、泵漏，各占15.9%和10.5%。因大排量造成的較大扭矩使得大排量螺桿泵井管桿斷脫頻繁失效，且暫無(wú)有效工藝解決這類(lèi)問(wèn)題，制約了大排量螺桿泵的推廣應用，目前只有2口大排量井生產(chǎn)。
3.2、稠油井試用
統計南區從使用螺桿泵以來(lái)，在稠油區塊使用15口井，平均粘度5867mPa·s，最大粘度未超過(guò)11000mPa·s，平均液量5m，平均含水56.9%，各井檢泵周期不穩定，變化較大，與粘度大小無(wú)規律對應性。大部分井均通過(guò)幾次短周期失效作業(yè)后，才能正常生產(chǎn)，平均檢泵周期530天。其中有4口井出現一次免修期長(cháng)達1500天以上，但并不是每次免修期都相似，甚至很短。如M23-2井，經(jīng)過(guò)5次短周期作業(yè)后，94年6月下泵，生產(chǎn)周期達2347天，其后生產(chǎn)周期均較短。而M138-5-X17井與M138-2-X12井在生產(chǎn)2個(gè)月時(shí)間內發(fā)生桿斷失效，前者失效2次，后者失效3次后均放棄使用螺桿泵(M138-5-X17井粘度3614mPa·s;M138-2-X12井粘度6494mPa·s)。
稠油井因其油稠低含水低液量對桿作用一個(gè)較強的束縛摩擦力，使螺桿泵易發(fā)生桿斷脫、管脫失效。小排量螺桿泵作為低產(chǎn)稠油區塊一種舉升工藝，有著(zhù)一定的優(yōu)勢，但因其檢泵周期的不穩定性，對其推廣應用缺乏論證基礎與信心。
3.3、出砂井試用
螺桿泵在出砂井上應用有一定的優(yōu)勢，當出砂量較少時(shí)，不會(huì )造成桿卡現象。M4-4-X291井在2009年3月14日新投抽油機生產(chǎn)，日產(chǎn)液量12 m ，日產(chǎn)原油7.5t，含砂0.2%，生產(chǎn)40天后因砂桿卡失效，作業(yè)沖砂24m，在未采取防砂措施的情況，改用螺桿泵(GLBI20-36)生產(chǎn)，其后均未出現砂卡現象，且每次作業(yè)均沖砂大于20m，平均檢泵周期199天(斜井偏磨嚴重)。當出砂量較多時(shí)，螺桿泵亦無(wú)法正常生產(chǎn)。
M120-35-X5井抽油機生產(chǎn)在2012年10月25日因砂桿卡，正常時(shí)生產(chǎn)液量16m，油11t，作業(yè)沖砂40m，不防砂下螺桿泵做攜砂采油實(shí)驗，實(shí)驗4次均失敗，連續因砂卡泵造成桿扭脫失效，生產(chǎn)周期分別為5天、16天、5天、11天，每次作業(yè)沖砂均大于30m，后采取繞防防砂措施改抽油機正常生產(chǎn)(螺桿泵使用參數：泵型GLB200-33，泵深1040m，轉速90轉/分)。
4、螺桿泵優(yōu)化管理
統計2012年南區螺桿泵井檢泵作業(yè)23井次，其中管漏失效井次最多，為8井次，占作業(yè)井次的35%，其次為桿斷脫失效5井次，占22%。
(1)管漏失效的主要原因是抽油桿的高速定點(diǎn)徑向旋轉磨損，可以采取設計優(yōu)化與管理優(yōu)化的方式，延長(cháng)免修期。①在抽油桿接箍處安裝扶正器;②采用大泵徑低轉速生產(chǎn)參數，減緩桿管摩損速度;③在小于原檢泵周期的時(shí)間段，通過(guò)上提抽油桿約20cm改變抽油桿接箍對油管偏磨點(diǎn)。
(2)桿斷脫失效是螺桿泵失效的常見(jiàn)原因，治理桿斷脫主要有以下兩個(gè)方法。①采用抽油桿柱反向設計方法，即預設抽油桿桿徑，根據油井生產(chǎn)情況計算出桿柱受力情況，確保抽油桿柱的安全性;②減少不必要停井，防止因停井造成桿柱釋放扭矩反轉脫扣。
5、認識
通過(guò)應用分析，八面河油田南區采油螺桿泵較適宜的應用條件為：液量<30 m /d，粘度<5000 mPa·s，泵掛在直井段的井。通過(guò)篩選，南區目前有60多口井適宜應用螺桿泵生產(chǎn)。通過(guò)對螺桿泵的實(shí)際應用分析，亦得出以下認識。
(1)斜井段使用采油螺桿泵免修期一般小于使用抽油機采油。
(2)大液量井使用采油螺桿泵免修期一般較短，且節能效果不佳。
(3)直井段且液量小于30m/d的井應用螺桿泵可能獲得較好的節能效果。
(4)出砂井使用采油螺桿泵有一定優(yōu)勢亦存在局限性。
(5)稠油井使用采油螺桿泵存在不穩定性。
(6)逐步提高螺桿泵工藝水平及管理水平，將進(jìn)一步提升螺桿泵的適應性及效益性。
