中国石油勘探开发研究院,聚合物驱人工举升技术突破与应用
高含水期开采面临的举升难题
随着大庆油田等主力区块进入高含水开发后期,聚合物驱技术成为提高采收率的关键手段。然而,聚合物溶液的高粘度特性导致井筒液流摩阻显著增加,使得常规人工举升方式面临巨大挑战。在聚合物驱生产过程中,液流密度和粘度变化复杂,传统抽油机或电潜泵往往出现泵效降低、杆管偏磨严重以及能耗过高等问题,严重制约了聚合物驱块的持续稳产。
针对这一技术瓶颈,中国石油勘探开发研究院联合多家油田单位开展了专项攻关。研究团队深入分析了聚合物驱井筒流体流动规律,发现传统举升设备在应对高粘流体时,存在气液分离不彻底和能量传递效率低下的核心痛点。为了解决这一矛盾,科研人员从流体力学基础理论入手,重新设计了井筒举升系统的匹配模型,旨在通过优化设备结构与运行参数,实现高粘流体的高效举升。
螺杆泵举升技术的创新突破
在人工举升工艺的选择上,双螺杆泵因其对高粘度流体良好的适应性成为重点研究方向。研究院团队对螺杆泵的转子型线进行了改进,采用非对称型线设计,增强了泵腔对聚合物的剪切稳定性,同时减少了聚合物分子的降解断裂,从而保持了流体原有的驱油性能。此外,通过优化定子橡胶配方,提高了泵体在高温、高剪切环境下的耐磨性和耐化学腐蚀性,延长了设备在复杂工况下的使用寿命。
为了进一步提升举升效率,研究团队引入了智能控制系统,实时监测井下泵况和液面变化。通过调整转速和冲次,实现了举升量与地层供液能力的动态平衡。现场应用数据显示,采用新型螺杆泵举升系统后,单井液量稳定率显著提升,杆管柱事故率大幅降低。这一技术突破不仅解决了高粘流体举升难的问题,还有效降低了单位液量的举升成本,为聚合物驱的规模化推广提供了坚实的技术支撑。
技术应用的现场实践与成效
在大庆油田萨南开发区等典型聚合物驱区块,新技术进行了大规模的现场试验与应用。监测数据表明,应用新型举升技术后,抽油机井的示功图形态更加规则,负载波动范围缩小,表明泵效得到了实质性改善。部分井次的测试结果显示,举升效率提升了15%至20%,同时由于减少了杆管柱的磨损和维护频率,平均修井周期明显延长,直接降低了现场作业成本和人工投入。
除了经济效益的提升,该技术的应用还带来了显著的环境与安全效益。由于举升过程更加平稳,减少了因设备故障导致的原油泄漏风险,符合绿色油田的建设要求。研究院通过跟踪长期生产数据,建立了聚合物驱举升技术数据库,为后续类似地质条件下的开发提供了宝贵的参考依据。目前,该技术已在多个重点聚合物驱区块得到推广,验证了其可复制性和广泛适用性,有力支撑了我国复杂油藏的高效开发战略。