特种泵举升新技术在鲁明公司的应用

特种泵举升新技术在鲁明公司的应用

王亚楠

中石化胜利油田鲁明油气勘探开发有限公司王亚楠

摘要：针对断块、低渗、稠油区块开发中应用常规抽油泵举升存在泵效低、光杆缓下、转抽周期长的问题，引进了防砂卡泵、射孔排液一体化泵、实心柱塞泵、偏置阀式抽稠泵等特种泵举升工艺，满足了不同油藏的需求。通过现场应用表明，特种泵技术能够满足断块、稠油、低渗油藏举升需要，解决了常规抽油泵的不适应性问题，能提高泵效，延长生产周期，降低生产成本。

关键词：特种泵；举升；泵效；生产周期

一、前言

鲁明公司地质构造复杂，油藏类型多，包括断块、低渗、稠油等多种油藏类型，是公司增产稳产的主要阵地。随着地质储量的不断动用，采用常规抽油泵举升时，存在着诸多不适应性。曲堤油田部分区块粉细砂岩油层砂粒径较细，普通抽油泵井携砂生产能力较差，原油含砂较多，不但使泵筒、柱塞、泵阀磨损加剧，寿命缩短，而且还常发生抽油泵砂卡，砂埋抽油杆，使检泵工作量和抽油泵报废量增加，严重影响了原油生产。低渗油藏存在射孔、压裂后转抽时间长，入井液伤害地层，而且还存在泵效低、阀罩易损坏的问题。在稠油油藏中存在下行阻力大、泵效低以及因井斜造成杆柱磨损而影响正常生产的问题。针对断块、低渗、稠油油藏举升中存在的问题，近几年鲁明公司引进了防砂卡泵、射孔排液一体化泵、实心柱塞泵、偏置阀式抽稠泵等特种泵举升工艺，以满足各类油藏的生产需要，取得了不错的效果。

二、特种抽油泵技术

1．长柱塞防砂卡泵

长柱塞防砂泵采用长柱塞、短泵筒及双筒环空沉砂、侧向进油结构。主要由长柱塞、短泵筒、双通接头、沉砂外筒、进出油阀、水力连通式挡砂圈等部件组成。柱塞上行时，借助挡砂圈及漏失液的共同作用，阻止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，携出的砂粒在重力作用下沿斜面进入沉砂环空，沉入尾管，从而防止砂卡和砂磨。因减轻了泵筒与柱塞的磨损，其表面氧化层不易被破坏，故耐腐蚀性能增强。当油井停抽时，因长柱塞超出泵筒，携出的砂粒将沿沉砂环空沉入尾管，不会聚集在柱塞上面使抽油杆上行困难，避免了砂埋抽油杆情况的出现。目前长柱塞防砂卡抽油泵已经形成Φ44mm和Φ56mm长短抽油泵系列，成为用于防砂井配套生产和轻微出砂携砂生产井的配套抽油泵。

2．射孔排液一体化泵

射孔后转抽，常规工序是洗井、起射孔管柱、下泵等工序，平均转抽时间为2d，易污染油层，影响投产效果。采用射孔排液一体化泵可实现不动射孔管柱直接转抽，既起到抽汲诱喷的作用，同时一趟管柱完成射孔、排液，缩短了排液周期，减轻了地层污染及劳动强度。该泵外筒部分与射孔管柱一起下入井内。射孔施工后，工作筒随抽油杆柱下入管柱内，不动射孔管柱直接进行泵抽排液。主要由密封部分、泵筒、柱塞、出油阀、外筒、进油阀、锁紧装置等组成(见图)。

图1射孔抽汲联作抽油泵结构示意图

1—拉杆;2—密封副;3—出液接头;4—出油阀组;5—柱塞;6—泵筒;7—进油阀组;8—外筒;9—下接头;10—锁紧机构。

工作原理：上冲程时，抽油杆带动柱塞上行，柱塞下部的空腔体积增大，压力降低，进油阀打开，井内原油经进油阀进入柱塞下部的空腔内。下冲程时，柱塞下部的空腔体积减小，压力升高，进油阀关闭，空腔内的原油经出油阀，进入抽油杆与油管环空，然后被排出到地面。结构特点：①采用双级密封形式，保证密封的长期稳定可靠。②采用等径刮砂结构防止柱塞砂卡。③由于在外筒上不连接阀座，不存在高压流体冲刷损坏的问题，延长了泵的使用时间。

3、实心柱塞抽油泵.技术原理：①柱塞采用实心结构，改变了液流流道，克服常规小直径抽油泵阀罩易断、易刺坏的问题。②采用长密封副结构，减小漏失量，提高泵效。③出油阀组下置，阀球直径不受柱塞直径限制，增大排液流道，减小排液阻力。

4．偏置阀抽油泵.技术特点：①采用液力反馈技术，给斜井、稠油井、偏磨井杆柱提供下行动力。②偏置进油阀采用球阀结构，可靠性高，进油流道大，流程短，进油阻力小，提高泵充满度。③采用弹簧复位球阀，适应斜井、稠油井生产，开关及时，提高泵效。④作业方便，无需泄油器自动泄油，可随时进行正、反循环洗井。适用条件：①可适应较高粘度的油井，<4000mPa·S；②适应较大井斜的定向油井，井斜角<65°。

三、特种抽油泵的现场应用及效果分析

1．长柱塞防砂卡泵。曲堤油田部分区块粉细砂岩油层砂粒径较细，普通抽油泵井携砂生产能力较差，原油含砂较多，不但使泵筒、柱塞、泵阀磨损加剧，寿命缩短，而且还常发生抽油泵砂卡，砂埋抽油杆，使检泵工作量和抽油泵报废量增加，严重影响了原油生产。而防砂卡泵采用长柱塞短泵筒，长柱塞始终伸出在泵筒外，阻止砂粒进入柱塞与泵筒之间的密封间隙，从而杜绝了砂卡；停抽时，下沉的砂粒沿沉砂环空沉入泵下尾管，从而防止了砂埋。在曲堤油田应用36井次，目前仍有11口井在用。从现场使用情况看，长柱塞防砂卡泵实现了防砂卡、防砂埋、防砂磨，且防腐效果较常规泵好，性能可靠，泵效高，使用寿命较长。缺点是该泵的独特结构，制约了该泵不能接气锚，因而不适于在油气比较高的油井上使用。其次油井出砂严重时必须优选防砂工艺进行防砂施工。

2．射孔抽汲一体化泵。在莱87-斜2井应用了射孔抽汲一体化工艺，即把一体化泵的外筒连接在射孔管柱上，一起下入井内，射孔后若不自喷，在不动管柱的情况下，下入抽油杆柱与抽油泵，直接转为抽油泵抽汲排液的一种新工艺技术，实现一趟管柱完成射孔、排液及生产，这样既能起到抽汲诱喷的作用，还能减少工序，避免地层污染。共在莱87块应用了21井次，初期平均单井日油11.6吨，含水18.3%；目前平均单井日油6.2吨，含水3%；累计产油4万吨。从使用效果看，射孔排液一体化泵平均缩短单井排液周期2天，避免了油层的过早污染，取得了较好的生产效果。

3．实心柱塞抽油泵。在高青公司樊142-8-3井和樊134-2应用后，泵效平均提高8%。樊142-8-3井泵挂深度2000m，应用44mm抽油泵，工作制度6m*1.3次/min，日产液1.7t，日油1.5t，动液面1995m，泵效17.3%。2012年6月因固定凡尔漏失不出上作业，下入38mm实心柱塞抽油泵连续生产317天，平均日液2.6吨，日油2.2吨，泵效26.7%；泵效比实施前提高9.4%；生产周期为实施前1.7倍，效果较好。目前只试验应用了两井次，都下的是38的实心柱塞泵，应用效果存在一定的局限性。该泵柱塞下部余隙比常规结构的泵要大一些，含气高的油井不适用，会影响泵效或者产生气锁。

4．偏置阀抽油泵。在商105-平3井投产时首次应用，2014年1月陆续在商105-平2、商105-平4、商105-平1、商105-平5等应用。商105-平3井于2013年8月30日投产，采用70/偏置阀抽油泵进行举升，冲程6m，冲次1.1次/min,平均日液20吨，日油6.6吨，含水67%，动液面303m，平均泵效64.4%。五口井用得都是CCYB56/32偏置阀抽油泵，平均泵效68.2%，比常规抽油泵泵效平均提高5%。该泵也存在一定的使用局限性，泵径尺寸较大，相对的排量较小，由于偏置阀体部位的外径尺寸大，对套管有一定的要求。

四、认识

四种特种泵举升技术适用于不同类型油藏的开采特征和不同井况的条件,可有效地解决常规泵开采出现的问题。（1）对于出砂轻微的油井，使用长柱塞防砂卡泵可避免抽汲过程中的砂卡和关井停泵时砂埋柱塞，防砂磨、耐腐蚀、寿命长，泵效高。（2）采用实心柱塞抽油泵技术，可以解决低产井应用常规小泵阀罩易断的问题，并降低了流动阻力，提高了泵效，达到了降本增效的目的。目前只在两口井上应用，效果还不是很明显，所以建议下一步推广应用。（3）射孔排液一体化泵实现了射孔后不动管柱排液，缩短了排液时间，降低了工人的劳动强度，避免了油层的过早污染,提高了油井产能。（4）偏置阀式稠油抽油泵以其独特的结构，为有杆泵开采中高粘度低出砂油井提供了有效、可靠的设备，改进了稠油、斜井的举升工艺，成功解决了常规抽油泵下行困难、进油流道小等问题,弹簧复位技术解决阀球关闭不严的问题。该技术目前已成为稠油、斜井举升的主要技术之一。