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海上石油是如何開(kāi)采的?

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時(shí)間:2024-08-17 13:50:09
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海上石油是如何開(kāi)采的?【專(zhuān)家解說(shuō)】:海上油氣開(kāi)發(fā) 海上油氣開(kāi)發(fā)與陸地上的沒(méi)有很大的不同,只是建造采油平臺(tái)的工程耗資要大得多,因而對(duì)油氣田范圍的評(píng)價(jià)工作要更加慎重。要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,

【專(zhuān)家解說(shuō)】:海上油氣開(kāi)發(fā) 海上油氣開(kāi)發(fā)與陸地上的沒(méi)有很大的不同,只是建造采油平臺(tái)的工程耗資要大得多,因而對(duì)油氣田范圍的評(píng)價(jià)工作要更加慎重。要進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分析,準(zhǔn)確選定平臺(tái)位置和建設(shè)規(guī)模。避免由于對(duì)地下油藏認(rèn)識(shí)不清或推斷錯(cuò)誤,造成損失。60年代開(kāi)始,海上石油開(kāi)發(fā)有了極大的發(fā)展。海上油田的采油量已達(dá)到世界總采油量的20%左右。形成了整套的海上開(kāi)采和集輸?shù)膶?zhuān)用設(shè)備和技術(shù)。平臺(tái)的建設(shè)已經(jīng)可以抗風(fēng)、浪、冰流及地震等各種災(zāi)害,油、氣田開(kāi)采的水深已經(jīng)超過(guò)200米。 當(dāng)今世界上還有不少地區(qū)尚未勘探或充分勘探,深部地層及海洋深水部分的油氣勘探剛剛開(kāi)始不久,還會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的油氣藏,已開(kāi)發(fā)的油氣藏中應(yīng)用提高石油采收率技術(shù)可以開(kāi)采出的原油數(shù)量也是相當(dāng)大的;這些都預(yù)示著油、氣開(kāi)采的科學(xué)技術(shù)將會(huì)有更大的發(fā)展。 石油是深埋在地下的流體礦物。最初人們把自然界產(chǎn)生的油狀液體礦物稱(chēng)石油,把可燃?xì)怏w稱(chēng)天然氣,把固態(tài)可燃油質(zhì)礦物稱(chēng)瀝青。隨著對(duì)這些礦物研究的深入,認(rèn)識(shí)到它們?cè)诮M成上均屬烴類(lèi)化合物,在成因上互有聯(lián)系,因此把它們統(tǒng)稱(chēng)為石油。1983年9月第11次世界石油大會(huì)提出,石油是包括自然界中存在的氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)烴類(lèi)化合物以及少量雜質(zhì)組成的復(fù)雜混合物。所以石油開(kāi)采也包括了天然氣開(kāi)采。 石油在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用 石油是重要能源,同煤相比,具有能量密度大(等重的石油燃燒熱比標(biāo)準(zhǔn)煤高50%)、運(yùn)輸儲(chǔ)存方便、燃燒后對(duì)大氣的污染程度較小等優(yōu)點(diǎn)。從石油中提煉的燃料油是運(yùn)輸工具、電站鍋爐、冶金工業(yè)和建筑材料工業(yè)各種窯爐的主要燃料。以石油為原料的液化氣和管道煤氣是城市居民生活應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)燃料。飛機(jī)、坦克、艦艇、火箭以及其他航天器,也消耗大量石油燃料。因此,許多國(guó)家都把石油列為戰(zhàn)略物資。 20世紀(jì)70年代以來(lái),在世界能源消費(fèi)的構(gòu)成中,石油已超過(guò)煤而躍居首位。1979年占45%,預(yù)計(jì)到21世紀(jì)初,這種情況不會(huì)有大的改變。石油制品還廣泛地用作各種機(jī)械的潤(rùn)滑劑。瀝青是公路和建筑的重要材料。石油化工產(chǎn)品廣泛地用于農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、紡織工業(yè)以及醫(yī)藥衛(wèi)生等部門(mén),如合成纖維、塑料、合成橡膠制品,已成為人們的生活必需品。 1982年世界石油產(chǎn)量為26.44億噸,天然氣為15829億立方米。1973年以來(lái),三次石油漲價(jià)和1982年的石油落價(jià),都引起世界經(jīng)濟(jì)較大的波動(dòng)(見(jiàn)世界石油工業(yè))。 油氣聚集和驅(qū)動(dòng)方式 油氣在地殼中生成后,呈分散狀態(tài)存在于生油氣層中,經(jīng)過(guò)運(yùn)移進(jìn)入儲(chǔ)集層,在具有良好保存條件的地質(zhì)圈閉內(nèi)聚集,形成油氣藏。在一個(gè)地質(zhì)構(gòu)造內(nèi)可以有若干個(gè)油氣藏,組合成油氣田。 儲(chǔ)層 貯存油氣并能允許油氣流在其中通過(guò)的有儲(chǔ)集空間的巖層。儲(chǔ)層中的空間,有巖石碎屑間的孔隙,巖石裂縫中的裂隙,溶蝕作用形成的洞隙。孔隙一般與沉積作用有關(guān),裂隙多半與構(gòu)造形變有關(guān),洞隙往往與古巖溶有關(guān)??障兜拇笮?、分布和連通情況,影響油氣的流動(dòng),決定著油氣開(kāi)采的特征(見(jiàn)石油開(kāi)發(fā)地質(zhì))。 油氣驅(qū)動(dòng)方式 在開(kāi)采石油的過(guò)程中,油氣從儲(chǔ)層流入井底,又從井底上升到井口的驅(qū)動(dòng)方式。主要有:①水驅(qū)油藏,周?chē)w有地表水流補(bǔ)給而形成的靜水壓頭;②彈性水驅(qū),周?chē)忾]性水體和儲(chǔ)層巖石的彈性膨脹作用;③溶解氣驅(qū),壓力降低使溶解在油中的氣體逸出時(shí)所起的膨脹作用;④氣頂驅(qū),存在氣頂時(shí),氣頂氣隨壓力降低而發(fā)生的膨脹作用;⑤重力驅(qū),重力排油作用。當(dāng)以上天然能量充足時(shí),油氣可以噴出井口;能量不足時(shí),則需采取人工舉升措施,把油流驅(qū)出地面(見(jiàn)自噴采油法,人工舉升采油法)。 石油開(kāi)采的特點(diǎn) 與一般的固體礦藏相比,有三個(gè)顯著特點(diǎn):①開(kāi)采的對(duì)象在整個(gè)開(kāi)采的過(guò)程中不斷地流動(dòng),油藏情況不斷地變化,一切措施必須針對(duì)這種情況來(lái)進(jìn)行,因此,油氣田開(kāi)采的整個(gè)過(guò)程是一個(gè)不斷了解、不斷改進(jìn)的過(guò)程;②開(kāi)采者在一般情況下不與礦體直接接觸。油氣的開(kāi)采,對(duì)油氣藏中情況的了解以及對(duì)油氣藏施加影響進(jìn)行各種措施,都要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的測(cè)井來(lái)進(jìn)行;③油氣藏的某些特點(diǎn)必須在生產(chǎn)過(guò)程中,甚至必須在井?dāng)?shù)較多后才能認(rèn)識(shí)到,因此,在一段時(shí)間內(nèi)勘探和開(kāi)采階段常?;ハ嘟豢椩谝黄穑ㄒ?jiàn)油氣田開(kāi)發(fā)規(guī)劃和設(shè)計(jì))。 要開(kāi)發(fā)好油氣藏,必須對(duì)它進(jìn)行全面了解,要鉆一定數(shù)量的探邊井,配合地球物理勘探資料來(lái)確定油氣藏的各種邊界(油水邊界、油氣邊界、分割斷層、尖滅線等);要鉆一定數(shù)量的評(píng)價(jià)井來(lái)了解油氣層的性質(zhì)(一般都要取巖心),包括油氣層厚度變化,儲(chǔ)層物理性質(zhì),油藏流體及其性質(zhì),油藏的溫度、壓力的分布等特點(diǎn),進(jìn)行綜合研究,以得出對(duì)于油氣藏的比較全面的認(rèn)識(shí)。在油氣藏研究中不能只研究油氣藏本身,而要同時(shí)研究與之相鄰的含水層及二者的連通關(guān)系(見(jiàn)油藏物理)。 在開(kāi)采過(guò)程中還需要通過(guò)生產(chǎn)井、注入井和觀察井對(duì)油氣藏進(jìn)行開(kāi)采、觀察和控制。油、氣的流動(dòng)有三個(gè)互相聯(lián)接的過(guò)程:①油、氣從油層中流入井底;②從井底上升到井口;③從井口流入集油站,經(jīng)過(guò)分離脫水處理后,流入輸油氣總站,轉(zhuǎn)輸出礦區(qū)(見(jiàn)油藏工程)。 石油開(kāi)采技術(shù) 測(cè)井工程 在井筒中應(yīng)用地球物理方法,把鉆過(guò)的巖層和油氣藏中的原始狀況和發(fā)生變化的信息,特別是油、氣、水在油藏中分布情況及其變化的信息,通過(guò)電纜傳到地面,據(jù)以綜合判斷,確定應(yīng)采取的技術(shù)措施(見(jiàn)工程測(cè)井,生產(chǎn)測(cè)井,飽和度測(cè)井)。 鉆井工程 在油氣田開(kāi)發(fā)中,有著十分重要的地位,在建設(shè)一個(gè)油氣田中,鉆井工程往往要占總投資的50%以上。一個(gè)油氣田的開(kāi)發(fā),往往要打幾百口甚至幾千口或更多的井。對(duì)用于開(kāi)采、觀察和控制等不同目的的井(如生產(chǎn)井、注入井、觀察井以及專(zhuān)為檢查水洗油效果的檢查井等)有不同的技術(shù)要求。應(yīng)保證鉆出的井對(duì)油氣層的污染最少,固井質(zhì)量高,能經(jīng)受開(kāi)采幾十年中的各種井下作業(yè)的影響。改進(jìn)鉆井技術(shù)和管理,提高鉆井速度,是降低鉆井成本的關(guān)鍵(見(jiàn)鉆井方法,鉆井工藝,完井)。 采油工程 是把油、氣在油井中從井底舉升到井口的整個(gè)過(guò)程的工藝技術(shù)。油氣的上升可以依靠地層的能量自噴,也可以依靠抽油泵、氣舉等人工增補(bǔ)的能量舉出。各種有效的修井措施,能排除油井經(jīng)常出現(xiàn)的結(jié)蠟、出水、出砂等故障,保證油井正常生產(chǎn)。水力壓裂或酸化等增產(chǎn)措施,能提高因油層滲透率太低,或因鉆井技術(shù)措施不當(dāng)污染、損害油氣層而降低的產(chǎn)能。對(duì)注入井來(lái)說(shuō),則是提高注入能力(見(jiàn)采油方法,采氣工藝,分層開(kāi)采技術(shù),油氣井增產(chǎn)工藝)。 油氣集輸工程 是在油田上建設(shè)完整的油氣收集、分離、處理、計(jì)量和儲(chǔ)存、輸送的工藝技術(shù)。使井中采出的油、氣、水等混合流體,在礦場(chǎng)進(jìn)行分離和初步處理,獲得盡可能多的油、氣產(chǎn)品。水可回注或加以利用,以防止污染環(huán)境。減少無(wú)效損耗(見(jiàn)油田油氣集輸)。 石油開(kāi)采中各學(xué)科和工程技術(shù)之間的關(guān)系見(jiàn)圖。 石油開(kāi)采 石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展 石油和天然氣的大規(guī)模開(kāi)采和應(yīng)用,是近百年的事。美國(guó)和俄國(guó)在19世紀(jì)50年代開(kāi)始了他們各自的近代油、氣開(kāi)采工業(yè)。其他國(guó)家稍晚一些。石油開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展與數(shù)學(xué)、力學(xué)、地質(zhì)學(xué)、物理學(xué)、機(jī)械工程、電子學(xué)等學(xué)科發(fā)展有密切聯(lián)系。大致可分三個(gè)階段: 初期階段 從19世紀(jì)末到20世紀(jì)30年代。隨著內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn),對(duì)油料提出了迫切的要求。這個(gè)階段技術(shù)上的主要標(biāo)志是以利用天然能量開(kāi)采為主。石油的采收率平均只有15~20%,鉆井深度不大,觀察油藏的手段只有簡(jiǎn)單的溫度計(jì)、壓力計(jì)等。 第二階段 從30年代末到50年代末,以建立油田開(kāi)發(fā)的理論體系為標(biāo)志。主要內(nèi)容是:①形成了作為鉆井工程理論基礎(chǔ)的巖石力學(xué);②基本確立了油藏物理和滲流力學(xué)體系,普遍采用人工增補(bǔ)油藏能量的注水開(kāi)采技術(shù)。在蘇聯(lián)廣泛采用了早期注水保持地層壓力的技術(shù),使石油的最終采收率從30年代的15~20%,提高到30%以上,發(fā)展了以電測(cè)方法為中心的測(cè)井技術(shù)和鉆4500米以上的超深井的鉆井技術(shù)。在礦場(chǎng)集輸工藝中廣泛地應(yīng)用了以油氣相平衡理論為基礎(chǔ)的石油穩(wěn)定技術(shù)?;窘⒘伺c油氣田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采有關(guān)的應(yīng)用科學(xué)和工程技術(shù)體系。 第三階段 從60年代開(kāi)始,以電子計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛用于油、氣田開(kāi)發(fā)為標(biāo)志,開(kāi)發(fā)技術(shù)迅速發(fā)展。主要方面有:①建立的各種油層的沉積相模型,提高了預(yù)測(cè)儲(chǔ)油砂體的非均質(zhì)性及其連續(xù)性的能力,從而能更經(jīng)濟(jì)有效地布置井位和開(kāi)發(fā)工作;②把現(xiàn)代物理中的核技術(shù)應(yīng)用到測(cè)井中,形成放射性測(cè)井技術(shù),與原有的電測(cè)技術(shù), 加上新的生產(chǎn)測(cè)井系列,可以用來(lái)直接測(cè)定油藏中油、氣、水的分布情況,在不同開(kāi)發(fā)階段能采取更為有效的措施;③對(duì)油氣藏內(nèi)部在采油氣過(guò)程中起作用的表面現(xiàn)象及在多孔介質(zhì)中的多相滲流的規(guī)律等,有了更深刻的理解,并根據(jù)物理模型和數(shù)學(xué)模型對(duì)這些現(xiàn)象由定性進(jìn)入定量解釋?zhuān)ㄒ?jiàn)油藏?cái)?shù)值模擬),試驗(yàn)和開(kāi)發(fā)了除注水以外提高石油采收率的新技術(shù);④以噴射鉆井和平衡鉆井為基礎(chǔ)的優(yōu)化鉆井技術(shù)迅速發(fā)展。鉆井速度有很大的提高??梢源蚋鞣N特殊類(lèi)型的井,包括叢式井,定向井,甚至水平井,加上優(yōu)質(zhì)泥漿,使鉆井過(guò)程中油層的污染降到最低限度;⑤大型酸化壓裂技術(shù)的應(yīng)用使很多過(guò)去沒(méi)有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的油、氣藏,特別是致密氣藏,可以投入開(kāi)發(fā),大大增加了天然資源的利用程度。對(duì)油井的出砂、結(jié)蠟和高含水所造成的困難,在很大程度上得到了解決(見(jiàn)稠油開(kāi)采,油井防蠟和清蠟,油井防砂和清砂,水油比控制);⑥向油層注蒸汽,熱采技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)使很多稠油油藏投入開(kāi)發(fā);⑦油、氣分離技術(shù)和氣體處理技術(shù)的自動(dòng)化和電子監(jiān)控,使礦場(chǎng)油、氣集輸中的損耗降到很低,并能提供質(zhì)量更高的產(chǎn)品。 靠油藏本身或用人工補(bǔ)給的能量把石油從井底舉升到地面的方法。19世紀(jì)50年代末出現(xiàn)了專(zhuān)門(mén)開(kāi)采石油的油井。早期油井很淺,用吊桶汲取。后來(lái)井深增加,采油方法逐漸復(fù)雜,分為自噴采油法和人工舉升采油法兩類(lèi),后者有氣舉采油法和泵抽采油法(又稱(chēng)深井泵采油法)兩種。 自噴采油法: 當(dāng)油藏壓力高于井內(nèi)流體柱的壓力,油藏中的石油通過(guò)油管和采油樹(shù)自行舉升至井外的采油方法。石油中大量的伴生天然氣能降低井內(nèi)流體的比重,降低流體柱壓力,使油井更易自噴。油層壓力和氣油比(中國(guó)石油礦場(chǎng)習(xí)稱(chēng)油氣比)是油井自噴能力的兩個(gè)主要指標(biāo)。 油、氣同時(shí)在井內(nèi)沿油管向上流動(dòng),其能量主要消耗于重力和摩擦力。在一定的油層壓力和油氣比的條件下,每口井中的油管尺寸和深度不變時(shí),有一個(gè)充分利用能量的最優(yōu)流速范圍,即最優(yōu)日產(chǎn)量范圍。必須選用合理的油管尺寸,調(diào)節(jié)井口節(jié)流器(常稱(chēng)油嘴)的大小,使自噴井的產(chǎn)量與油層的供油能力相匹配,以保證自噴井在最優(yōu)產(chǎn)量范圍內(nèi)生產(chǎn)。 為使井口密封并便于修井和更換損壞的部件,自噴井井口裝有專(zhuān)門(mén)的采油裝置,稱(chēng)采油樹(shù)(見(jiàn)彩圖)。自噴井的井身結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。自噴井管理方便,生產(chǎn)能力高,耗費(fèi)小,是一種比較理想的采油方法。很多油田都采取早期注水、注氣(見(jiàn)注水開(kāi)采)保持油藏壓力的措施,延長(zhǎng)油井的自噴期。 人工舉升采油法: 人為地向油井井底增補(bǔ)能量,將油藏中的石油舉升至井口的方法。隨著采出石油總量的不斷增加,油層壓力日益降低;注水開(kāi)發(fā)的油田,油井產(chǎn)水百分比逐漸增大,使流體的比重增加,這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產(chǎn)量,需采取人工舉升法采油(又稱(chēng)機(jī)械采油),是油田開(kāi)采的主要方式,特別在油田開(kāi)發(fā)后期,有泵抽采油法和氣舉采油法兩種。 氣舉采油法: 將天然氣從套管環(huán)隙或油管中注入井內(nèi),降低井中流體的比重,使井內(nèi)流體柱的壓力低于已降低了的油層壓力,從而把流體從油管或套管環(huán)隙中導(dǎo)出井外。有連續(xù)氣舉和間歇?dú)馀e兩類(lèi)。多數(shù)情況下,采用從套管環(huán)隙注氣、油管出油的方式。氣舉采油要求有比較充足的天然氣源;不能用空氣,以免爆炸。氣舉的啟動(dòng)壓力和工作壓力差別較大。在井下常需安裝特制的氣舉閥以降低啟動(dòng)壓力,使壓縮機(jī)在較低壓力下工作,提高其效率,結(jié)構(gòu)和工作原理見(jiàn)圖。在油管外的液面被壓到氣舉閥以下時(shí),氣從A孔進(jìn)入油管,使管內(nèi)液體與氣混合,噴出至地面。管內(nèi)壓力下降到一定程度時(shí),油管內(nèi)外壓差使該閥關(guān)閉。管外液面可繼續(xù)下降。油井較深時(shí),可裝幾個(gè)氣舉閥,把液面降至油管鞋,使啟動(dòng)壓力大為降低。 氣舉采油法: 氣舉井中產(chǎn)出的油、氣經(jīng)分離后,氣體集中到礦場(chǎng)壓縮機(jī)站,經(jīng)過(guò)壓縮送回井口。對(duì)于某些低產(chǎn)油井,可使用間歇?dú)馀e法以節(jié)約氣量,有時(shí)還循環(huán)使用活塞氣舉法。 氣舉法有較高的生產(chǎn)能力。井下裝置簡(jiǎn)單,沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,井下設(shè)備使用壽命長(zhǎng),管理方便。雖然壓縮機(jī)建站和敷設(shè)地面管線的一次投資高,但總的投資和管理費(fèi)用與抽油機(jī)、電動(dòng)潛油泵或水力活塞泵比較是最低的。氣舉法應(yīng)用時(shí)間較短,一般為15~30%左右;單位產(chǎn)量能耗較高,又需要大量天然氣;只適用于有天然氣氣源和具備以上條件的地區(qū)內(nèi)有一定油層壓力的高產(chǎn)油井和定向井,當(dāng)油層壓力降到某一最低值時(shí),便不宜采用;效率較低。 泵抽采油法: 人工舉升采油法的一種(見(jiàn)人工舉升采油法)。在油井中下入抽油泵,把油藏中產(chǎn)出的液體泵送到地面的方法,簡(jiǎn)稱(chēng)抽油法。此法所用的抽油泵按動(dòng)力傳動(dòng)方式分為有桿和無(wú)桿兩類(lèi)。 有桿泵 是最常用的單缸單作用抽油泵(圖1),其排油量取決于泵徑和泵的沖程、沖數(shù)。有桿泵分桿式泵、管式泵兩類(lèi)。一套完整的有桿泵機(jī)組包括抽油機(jī)、抽油桿柱和抽油泵(圖2)。 泵抽采油法 泵抽采油法 抽油機(jī)主要是把動(dòng)力機(jī)(一般是電動(dòng)機(jī))的圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)直線運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)抽油桿和泵,抽油機(jī)有游梁式和無(wú)游梁式兩種。前者使用最普遍,中國(guó)一些礦場(chǎng)使用的鏈條抽油機(jī)屬后一種(見(jiàn)彩圖)。抽油桿柱是連接抽油機(jī)和抽油泵的長(zhǎng)桿柱,長(zhǎng)逾千米,因交變載荷所引起的振動(dòng)和彈性變形,使抽油桿懸點(diǎn)的沖程和泵的柱塞沖程有較大差別。抽油泵的直徑和沖程、沖數(shù)要根據(jù)每口油井的生產(chǎn)特征,進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算來(lái)優(yōu)選。在泵的入口處安裝氣體分離裝置——?dú)忮^,或者增加泵的下入深度,以降低流體中的含氣量對(duì)抽油泵充滿程度(即體積效率)的影響。 泵抽采油法 有桿泵是一個(gè)自重系統(tǒng),抽油桿的截面增加時(shí),其載荷也隨著增大。各種材質(zhì)制成的抽油桿的下入深度,都是有極限的,要增加泵的下入深度,主要須改變抽油桿的材質(zhì)、熱處理工藝和級(jí)次。根據(jù)抽油桿的彈性和地層流體的特征,在選擇工作制度時(shí),要選用沖程、沖數(shù)的有利組合。有桿泵的工作深度在國(guó)外已超過(guò) 3000m,抽油機(jī)的載荷已超過(guò)25t,泵的排量與井深有關(guān),有些淺井日排量可以高達(dá)400m3,一般中深井可達(dá)200m3,但抽油井的產(chǎn)量主要根據(jù)油層的生產(chǎn)能力。有桿抽油機(jī)泵組的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修管理方便,在中深井中泵的效率為50%左右,適用于中、低產(chǎn)量的井。目前世界上有85%以上的油井用機(jī)械采油法生產(chǎn),其中絕大部分用有桿泵。 無(wú)桿泵 適用于大產(chǎn)量的中深井或深井和斜井。在工業(yè)上應(yīng)用的是電動(dòng)潛油泵、水力活塞泵和水力噴射泵。 電動(dòng)潛油泵 是一套多級(jí)離心泵和電動(dòng)機(jī)直接連接的機(jī)泵組。由動(dòng)力電纜把電送給井下的電機(jī)以驅(qū)動(dòng)離心泵,把井中的流體泵送到地面,由于機(jī)泵組是在套管內(nèi)使用,機(jī)泵的直徑受到限制,所以采取細(xì)長(zhǎng)的形狀(圖3)。為防止井下流體(特別是水)進(jìn)入電樞使電機(jī)失效,需采取特殊的密封裝置,并在泵和電動(dòng)機(jī)的連接部位加裝保護(hù)器。泵的排量受井眼尺寸的限制,揚(yáng)程決定于泵的級(jí)數(shù),二者都取決于電動(dòng)機(jī)的功率。電動(dòng)潛油泵適用于中、高產(chǎn)液量,含氣和砂較少的稀油或含水原油的油井。一般日排量為100~1000m3、揚(yáng)程在2000m以內(nèi)時(shí),效率較高,可用于斜井。建井較簡(jiǎn)單,管理方便,免修期較長(zhǎng),泵效率在60%左右;但不適用于高含氣的井和帶腐蝕性流體的井,下井后泵的排量不能調(diào)節(jié),機(jī)泵組成本較高,起下作業(yè)和檢修都比較復(fù)雜。 泵抽采油法 水力活塞泵 利用地面泵注入液體驅(qū)動(dòng)井下液壓馬達(dá)帶動(dòng)井下泵,把井下的液體泵出地面。水力活塞泵的工作原理與有桿泵相似,只是往復(fù)運(yùn)動(dòng)用液壓馬達(dá)和換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)(圖 4)。水力活塞泵的井下泵有單作用和雙作用兩種,地面泵都用高壓柱塞泵。流程有兩種:①開(kāi)式流程。單管結(jié)構(gòu),以低粘度原油為動(dòng)力液,既能減少管道摩擦阻力,又可降低抽出油的粘度,并與采出液混在一起采出地面。②閉式流程。用輕油或水為動(dòng)力液,用水時(shí)要增添潤(rùn)滑劑和防腐劑,自行循環(huán)不與產(chǎn)出的液體相混,工作過(guò)程中只需作少量的補(bǔ)充。水力活塞泵可以單井運(yùn)轉(zhuǎn),也可以建泵組集中管理,排量適應(yīng)范圍寬,從每日幾十到上千立方米等,適用于深井、高揚(yáng)程井、稠油井、斜井。優(yōu)點(diǎn)是可任意調(diào)節(jié)排量,起下泵可不起油管,操作和管理方便。泵效率可達(dá)85%以上。缺點(diǎn)是地面要多建一條高壓管線,動(dòng)力液要處理,增加了建井和管理成本。 泵抽采油法 水力射流泵 帶有噴嘴和擴(kuò)散器的抽油泵(圖5)。水力射流泵沒(méi)有運(yùn)動(dòng)零件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,管理方便,但效率低,不高于30~35%,造成的生產(chǎn)壓差太小,只適用于高壓高產(chǎn)井。一般僅在水力活塞泵的前期即油井的壓力較高、排量較大時(shí)使用;當(dāng)壓力降低、排量減少時(shí),改用水力活塞泵。