高粘度泵測試技術攻關方向以及采油配套工藝技術

高粘度泵采油不僅適用于在高粘度、高含砂、高油氣比的油藏開采，而且對于水驅油藏后期高含水油井和聚合物驅等三次采油油井也表現出良好的適應性。

(一)、高粘度泵測試技術攻關方向

盡管現階段我國測試技術及儀器同相比存在的差距，但同時也應看到，隨著市場的開放和融合，加之國內制造業的興起和自主創新模式的發展，為國內保溫泵工況測試技術及儀器設備的振興提供了現實的機遇。

1、加強信息技術的應用研究

利用計算機信息處理技術提供的同步平臺，充分發揮其數據處理優勢，實現基于大規模數據處理的測量原理和算法。以計算資源補償機械系統性能，以數據處理成本降低機械硬件系統成本。例如新型的保溫泵綜合測試系統可以充分利用便攜式計算機系統的巨大資源，在全工作空間，補償旋轉機械系統的運動誤差，在測試及安裝方法不變的情況下，顯著提高光桿載荷的測試精度。

2、重視新興元器件的

充分借助新型器件的性能，比如近年來獲得廣泛關注的基于MEMS工藝的集成多參數傳感器、壓力傳感器、微慣性傳感器、光纖傳感器等器件能顯著降低測試儀器設備對機械制造水平的依賴，大幅提高和測試儀器設備性能。例如采用高性能的數字渦街器件作為傳感器，配合合理的模型及解算方法就可以利用器件自身的制造工藝，設計出無需機械結構的高度保溫泵井產量測試計量系統。

3、高粘度泵著重發展新型傳感原理及技術

隨著保溫泵井的管理技術水平的提高，對保溫泵井工況的監測力度和診斷精度的需求也不斷提高，但這些問題都最終歸結于諸如產量、載荷、壓力和能耗等主要油井生產參數的傳感原理和測量傳感器研究上的創新。在未來一段時間內，保溫泵工況測試領域內研究的問題將主要集中在傳感原理、數字化測量、超測量等方面。其中將涵蓋非接觸及數字化測量，石油機械測試類儀器儀表“有界”統一模型的建立及實現，產量與桿柱載荷的測量，微米、納米級超測量標準及相關測量理論研究等內容，上述問題的研究也是油井測試技術研究領域內活力、最有代表性的研究方向。

 

(二)、高粘度泵采油配套工藝技術現狀概述

高粘度泵采油配套技術是油井正常生產、提高油井運轉時率和檢泵周期、實現舉升的不可缺少的輔助技術措施。瀝青保溫泵采油不僅適用于在高粘度、高含砂、高油氣比的油藏開采，而且對于水驅油藏后期高含水油井和聚合物驅等三次采油油井也表現出良好的適應性。隨著瀝青保溫泵采油技術應用領域的擴大，其配套技術的研究也深入開展。

1、桿柱配套技術

在傳統高粘度泵桿柱受力計算中，桿柱載荷主要來自五個方面，一是桿柱自重，二是泵進出口壓差引起的軸向載荷，三是桿柱在液體中的浮力，四是液體在泵內流動，以及泵內襯套間的摩擦載荷，五是液體在油管內流動造成的摩擦損失。分析表明，由于舉升液體在向上運移過程中造成的阻力損失與液體流態和物性有關，油管內液體粘度是與高粘度泵轉速、液體流態有關的函數，而在傳統的優化設計模型中舉升液體粘度一般為定值。在傳統高粘度泵桿柱扭矩計算中，光桿扭矩主要來自五個方面，一是泵舉升液體所需扭矩，即驅動扭矩，二是克服桿柱與井液摩擦扭矩，三是克服泵內摩擦阻力所需扭矩，主要由初始過盈所產生的扭矩和高溫高壓造成熱脹和溶脹生產的扭矩，四是克服桿與管及扶正器間的摩擦扭矩(半干摩擦)和慣性扭矩。分析表明，桿柱和井液之間的摩擦扭矩是液體粘度的函數，高粘度泵井液體粘度與液體物性、含水有關，而在傳統的優化設計模型中舉升液體按牛頓冪律流體處理，一般為定值。實測光桿載荷、扭矩與理論計算存在誤差，現場應用中桿柱故障仍時有發生。許軍和何艷等在瀝青保溫泵系統優化延長檢泵周期技術研究技術總結報告中采用理論與試驗研究相結合的方法，針對瀝青保溫泵舉升的液體流態，確定液體粘度與瀝青保溫泵轉速、原油物性等關系模型，使實測光桿載荷、扭矩與理論計算的誤差減小。

2、選井選泵技術

高粘度泵的選井選泵技術是根據油井的產能、原油物性、油層等實際井況來合理選擇瀝青保溫泵的泵型、確定泵的工作參數使瀝青保溫泵井達到供排協調，實現舉升的一項工藝技術。

選泵方法研究存在以下不足：①高粘度泵舉升生產優化設計方法中，沒有考慮采出液在抽油桿和油管構成的環空中螺旋流的沿程阻力損失，致使設計與實際出現偏差；②缺少完整的瀝青保溫泵工作特性理論的支持，無法準確給出瀝青保溫泵自身的流出特性；③選井選泵的方法還只是僅僅局限在以滿足油井排液的需要，實現供排協調的單因素優化設計。應該開展以實現油井供采協調為目標，追求瀝青保溫泵采油系統長壽命的高粘度泵采油井生產化技術研究。

3、工況分析與故障診斷技術

工況分析與故障診斷技術是利用高粘度泵采油井生產的動靜態數據，分析和判斷高粘度泵采油系統工作狀態的一項實用技術。對于高粘度泵井工況分析與故障診斷技術的研究有以下不足：①對高粘度泵井各類故障的定量判別標準尚未確定，診斷符合率較低；②對高粘度泵工作特性認識不足，工況分析與故障診斷模型尚未完善，所以給工況分析和故障診斷帶來困難；③用于工況分析與故障診斷的測試儀器操作復雜，不利于推廣應用；④測試儀器的配套分析軟件尚未成型。