石油和天然气开采工艺技术微析

石油和天然气开采工艺技术微析

姜永圣

四川德源石油天然气工程有限公司 四川 成都 610041

摘要：文章对石油和天然气工艺技术的研究价值进行了简要阐述；围绕抽油机开采技术、螺杆泵开采技术、潜油电泵开采技术以及排水采气开采技术四个部分，分析了石油和天然气开采工艺技术的主要类型。

关键词：天然气；潜油电泵；开采效率

引言：在目前，随着我国综合国力的持续增强，油气工业领域呈现出了持续性、高速化的良性发展状态。在此蓬勃背景之下，做好石油和天然气采集工艺技术的分析研究，既有助于为相关人员提供出更加多样化和科学化的技术选择，也有助于从安全性、经济性、高效性、稳定性等多个角度推动油气生产方案的优化变革，从而为油气企业乃至我国整体油气开发水平的进步发展作出助力与保障。

1 石油和天然气开采工艺技术的研究价值

石油是一种油性矿物，其物理状态通常为有色、易燃的稠状液体，主要化学成分为碳氢化合物。天然气则是一种以烃为主要成分的气体混合物，其既积存于地下的多孔岩层当中，也可通过石油压缩获得。在目前，石油和天然气是现代社会运行的支柱性能源之一，其可作为发电生产、汽车制造、火车供能、航空供能、家庭供暖等多个领域的主要燃料，也可用于沥青、润滑剂、杀虫剂、化肥等产品的制造生产。因此，研究好、应用好石油和天然气的各类开采工艺技术，对保障现代社会的稳定发展具有重要意义^[1]。

2 石油和天然气开采工艺技术的主要应用

2.1抽油机石油天然气开采技术

将抽油机采油工艺运用到石油和天然气的开采实践当中，主要通过抽油杆、抽油泵以及抽油机三部分装置之间的相互配合，把油气井内的油液抽汲上来，以此实现石油与天然气的综合采集。相关人员启动停靠在油气井近处地面上的抽油机设备后，电动机产出的电能转化为动能，并经由三角皮带传递至减速箱系统的输入轴处。其后，三个输入轴会在运行中形成两级减速机制，从而进一步将速率调整后的动能传递给输出轴。最后，动能由输出轴发出，经过“曲柄—连杆—衡量—游梁”的逐层传输，最终达到驴头处，实现由旋转动能向垂直动能的转化，驱动抽油机的驴头部分标准、持续地进行上下运动。这样一来，深井泵便可在驴头悬绳器的带动下工作运行，完成石油和天然气的开采汲取。

从目前来看，抽油机开采技术多用于我国生产的二次开采阶段，也经常延续到油气开发的中、后期，在提升采油效率、强化采油质量方面发挥着重要作用。但需要注意的是，在生产实践当中，相关人员必须要做好抽油机设备系统的日常巡检与保养管理工作，如检查曲柄处的销子有无松动、检查抽油机各环节的螺栓构件是否紧固等。一旦此类故障情况未得到及时处理，将很可能导致抽油机在通电运行中发生翻机事故，埋下油井停产的风险^[2]。

2.2螺杆泵石油天然气开采技术

螺杆泵又称“螺旋泵”或“阿基米德螺旋泵”，是一种以叶片旋转带动液体提升为原理的工业设备。将这一设备工艺技术运用到石油和天然气的开采实践中，具有流量大、效率高、成本低等特点。在生产应用中，相关人员需要将螺杆泵倾斜安置在油气井的液面部位，使得螺杆泵最下方的叶片浸入到油液当中。其后，当螺旋泵启动后，与螺杆相连的多个叶片会进行同向、匀速运动。此时，最下方叶片便可将接触到的油液推送到螺杆泵叶槽当中，并按叶片顺序进行逐级提升，最终使油液到达泵体上方的出液口，完成地下油气资源的开采。

在螺杆泵开在技术的应用中，相关人员应对螺杆泵的倾斜角度与叶片结构进行合理设计。据相关研究显示，当螺杆泵处在30°与40°之间的倾斜角度时，其采油效果最为理想。若超出这一区间，倾角每多1°，其对井下油液的提升效率将降低3％左右；从理论上讲，螺杆泵叶片的数量越多、直径越大，其采油效率也就越高。现阶段，普遍认为螺杆泵叶片与轴杆间直径比例达到2比1时效果最佳。同时，螺杆泵的叶片数量通常为1头至4头。在泵体尺寸允许的情况下，每增加1头叶片，其油液提升能力可再次提升20％左右。

2.3潜油电泵石油天然气开采技术

在潜油电泵的石油和天然开采运用当中，相关人员需要将潜油电动机与泵体一同下放到油气井的液面下方，以完成油液向井上的举升。在此过程中，布置在地面的电源会经由变压器、控制器、潜油缆线等介质设备，将电能资源稳定、持续地供给给井下的潜油电动机。在获得驱动来源后，电动机便会带动离心泵开始旋转运动，从而实现电能向机械动能的有效转化。其后，经过“分离器—多级离心泵—单流阀—泄油阀—井口—出游干线”的流程环节，油液便会升至地上环境，并注入到相应的油液储集装置中。在潜油电泵开采技术的应用中，相关人员应着重关注电动机、离心泵的过载或欠载现象，具体可借助电流卡片进行日常化的设备检测，以确认控制屏工况的稳定与否，从而避免电动机、离心泵出现老化、停机等问题，削弱石油天然气生产的经济性、安全性与连续性。

图1 潜油电泵

2.4排水采气开采技术

在石油和天然气的开采生产进行到一定阶段后，油气井底部会产生大量的积液。此时，就需要采取出有效的排水工艺措施，以确保单位时间内凝析油、天然气开采量级的稳定理想，使开采作业恢复到正常状态。结合行业经验来看，石油和天然气开采中常用的排水技术为泡沫排水采气技术。在应用泡沫排水采气技术时，相关人员需要将大量的起泡剂注入到油气井中，使油气井底部积水与起泡剂形成充分接触。其后，在自然气流的扰动作用下，井内会生成低密度、大量级的泡沫，并将水分吸收、封存在泡沫当中。最后，随着气流的向上运动，泡沫便可将水分带至地面以上，完成清除井底积水的技术任务。

在泡沫排水采气技术的应用中，相关人员需要在采气设备管线内部注入一定量的消泡剂，以此避免泡沫进入到地面设备内部，对采气生产的稳定运行产生影响。现阶段，集水能力强、质量稳定的起泡剂有UT-11C、CT2-11、CT5-2等，常用的消泡剂有XP-3、FG-2等。

结论：总而言之，在长期、持续的开发研究与实践发展之下，现代油气行业在石油和天然气开采领域已保有了多种优质的机械设备和工艺技术，如抽油机开采技术、螺杆泵开采技术等。这就要求相关人员在生产实践中，要结合油气生产的进程阶段、环境特点、投入条件等多种背景，进行工艺技术的科学选择，并做好设备管理、技术应用等方面的严格把控，以便在油气开采稳定增效的基础上，保障生产活动的持续性、安全性。

参考文献：

[1]顾玉涛.石油天然气开采技术措施[J].化工设计通讯,2019,45(04):53.

[2]贾腾,何婷,李浩.石油天然气开发工艺重难点探究[J].云南化工,2018,45(04):199.