石油圈
人工举升技术取得了很大的进展，但仍没有根本上摆脱耗能高、投资大、杆管偏磨等系列问题。随着油田开发的深入，油井条件更加复杂，对人工举升的要求越来越高，在对现有技术进行优化的同时，要不断攻关新技术，提高系统效率，降低井下和地面处理能耗，并加强优化和科学管理。
1 攻关高含水油井同井注采举升技术
中国主力油田已经进入高含水开发期，据统计，大庆油田产出物90%以上都是水。油田含水过高会造成废弃、停产，如果油田（或油井）的经济含水上限能够提高1%～1.5%，油藏的经济采收率一般可以提高5%～10%；此外，很多油层的连通和动用程度差，如果在不增加井数的条件下能够增加注水层点，可以缓解这个问题。同井注采工艺可部分解决上述2个问题，该技术是靠井下油－水分离设备对生产层的采出液进行油－水分离，含水率降低的采出液被举升至地面，分离出的水被回注到注入层，实现在同一井筒内采出与注入同步进行，缩短水循环处理流程，降低举升能耗。
国外从20世纪90年代开始研发同井注采技术，国内21世纪初开始攻关，目前均处于单井试验阶段。主要有多杯等流重力沉降和水力旋流分离2项主体技术，均已实现了5＋1／2″（139.7ｍｍ）套管的试验。水力旋流分离技术更适用于高产井，冀东油田现场试验产水量降低了70%，正常运行500d以上，降水稳油效果良好。
同井注采技术是一种可以提高经济采收率的工艺，颠覆了传统的油井采出、水井注入的开采方式，构建新的注采体系，可实现特高含水油田地面产水量降低75%，大幅降低举升能耗和污水处理成本，同时使含水量高达97%～99%的油田同样具有开发价值，延长油田经济开采周期，提高油田经济采收率。该技术集成了机械、电子、流体、通讯、材料等多个学科，目前仍处于单井试验阶段，在井下高效分离监测、与油藏工程有机结合等方面还有待强化，系统成本较高，规模化应用还有很长的路要走。
2 发展新型无杆举升技术
近年来，水平井、大斜度井及丛式井数量不断增加，中国石油每年新钻井的60%都是斜井。斜井举升杆管磨损等问题更加严峻，造成修井作业增加、成本升高。解决该问题的根本途径就是无杆举升，即将动力驱动置于井下，去掉抽油杆，彻底消除杆管偏磨，同时消除抽油杆传动损失，提高效率。新型无杆举升工艺与配套技术研究已经列入中国石油天然气集团公司“十二五”（2011—2015年）重大科技项目“采油及井下作业新技术新装备研究与现场试验”，目前在往复电潜柱塞泵、井下直驱螺杆泵等方面分别已经取得了不同程度的进展。
2.1 往复电潜柱塞泵举升技术
往复柱塞泵是近年来发展起来的新型无杆举升技术，井下采用永磁直线电机，定子在交流电作用下产生交变磁场力，动子在电磁力作用下在定子内做往复直线运动，带动柱塞泵实现举升。该技术主要是针对日产量≤15m³、泵挂≤1500m的低产油井，在油井供液不足时可以实现间抽，降低举升能耗。解决了低产井的高能耗、杆管偏磨难题，是无杆举升技术的关键组成部分。目前在大庆油田应用100多口井，平均检泵周期500d以上，相比抽油机节电率达到49.7%，地面设备简单，安全环保性能好，效果显著。
技术上采用了比较成熟的往复柱塞泵进行配套，冲程1.23m，防砂防气技术较为成熟。技术的关键是井下直线电机，目前最大举升力3.5t，在油井产量和下泵深度上受到一定限制。下步的攻关方向是进一步提高电机的举升力并实现系统的闭环控制，同时完善清防蜡、电机耐磨、减震和监测配套技术。
2.2 电动潜油螺杆泵举升技术
电动潜油螺杆泵的设计理念是将驱动装置放到井下。该技术结合了螺杆泵的高效性和电潜泵的无杆举升优势，可以适用于产量10～80m³／d、泵挂2000m以内的油井，对于含气、含砂、稠油等更能发挥螺杆泵的举升优势。石油圈原创www.oilsns.com
国内外在20世纪就开展了相关技术的研究，采用了异步电机加减速器的结构方案。减速器是最大的难点，最大减速比达到了16∶1。经过多次的现场试验，虽然转速满足了要求，但其可靠性及较大的外径尺寸成为技术发展的障碍。
该技术最新发展方向是井下低速电机直接驱动螺杆泵，去掉了减速环节，提高系统可靠性和寿命。技术关键是井下低速电机，能在50～500rpm之间无级调速，与螺杆泵低转速、大扭矩的运行特性相匹配，并要适应5＋1／2″（139.7mm）套管的下入要求。近两年，国外公司研制的井下永磁同步低速电机基本满足了技术需求，部分油井先期现场试验运行达到了700d以上，证明了技术的可行性。石油圈原创www.oilsns.com
国内井下直驱螺杆技术还处于起步阶段，目前试验井总数约为30口，井下永磁同步电机及柔性传动系统、电机保护器等关键部件的问题还未充分暴露；另外，仍需开发配套闭环控制技术，防止螺杆泵供液不足烧毁，并要进一步降低成本，才能满足油井低成本举升需求。
2.3 电潜泵举升新技术
目前，普通电潜泵系统设计和制造技术已经相对成熟。国内外一直致力于改进和完善配套技术，提高耐气性能，并研究了可回收配套技术，电潜泵新的发展方向是降低举升能耗，拓宽应用范围。高效节能井下电潜泵电机技术。电泵日耗电是普通抽油机的3倍，节能降耗是目前油田生产单位最关注的问题。国外最近研发了井下永磁电机电潜泵技术，通过井下永磁高速电机带动电潜泵，相比传统异步电机电潜泵平均节能15%以上，为电潜泵节能降耗提供了新思路。电泵检泵周期最长，但目前只能用于日产量30m³以上油井。中国石油日均单井产液量不到20ｔ，限制了其广泛应用。随着低产低渗油藏的开发，适应中小排量电潜泵技术将成为发展趋势。WoodESP公司研发的小排量电潜泵排量范围12.8～44m³／d，可以在斜井和深井中长期低排量使用，其生产成本与现有的有杆泵系统相当。国内多家单位也已经开始攻关小排量电潜泵，但泵效较低，在叶轮结构设计上还需进行深入研究。
3 利用新材料突破特殊流体油井举升难题
利用新材料和新工艺解决传统手段难以解决的问题，能够使一些工况复杂恶劣的油井举升得以突破，实现原油的顺利开采，也是将来人工举升技术的发展趋势。
3.1 三次采油油井举升技术石油圈原创www.oilsns.com
按照油田稳产安排，三次采油产量逐年上升，到2017年要达到1370×104t。“十二五”初期以聚合物为主，而后期复合驱、聚驱后和三类油层三次采油产量逐渐增加。
在聚合物驱溶液中，由于非牛顿流体产生的法向力影响，聚驱普遍表现杆管偏磨严重，检泵周期短。大庆油田统计数据发现，聚驱检泵周期仅为584d，远低于水驱的805d；同时，聚驱整体检泵率为48.96%，明显高于水驱的28.55%。聚驱抽油机井近50%的检泵井次是由于杆断及杆管偏磨造成的，已经成为人工举升面临的难题之一。目前主要通过安装扶正器、低摩阻泵、优化螺杆泵参数和提高螺杆泵橡胶硬度等技术解决杆管偏磨问题；结蜡严重的油井目前主要依靠加药或热洗方式清蜡，将来的攻关方向是利用表面仿生技术，研制可以防止结蜡的新材料、新涂层。国外正在攻关的类金刚石涂层防结蜡技术，利用其物理和化学特性防止蜡在油管内壁结晶，是该研究方向的代表。
强碱三元复合驱采出井结垢会导致机采井检泵周期远低于水驱、聚驱，严重影响了工作效率。三元复合驱防垢举升技术将向着物理与化学相结合的综合防垢措施方向发展。化学防垢上，要在弄清油井结垢规律的基础上研究化学防垢剂；物理防垢上开展螺杆泵及柱塞泵防垢举升技术，研究防垢涂层、优化防垢泵参数，不断提高举升工艺适应性。最终使物理与化学相结合的防垢举升工艺检泵周期达到1年以上。石油圈原创www.oilsns.com
3.2 高温流体油井举升技术
稠油蒸汽吞吐和SAGD井下温度200℃以上，举升条件恶劣，目前国内主要采用有杆泵举升方式，但效率较低，新疆油田热采井系统效率只有约11%，远低于整个机采系统24%的平均值。国内外针对这一领域都开展了积极的探索。国外公司研发的全金属螺杆泵耐温达到350℃，其主要不足是耐砂性差，低速时的泵效较低；斯伦贝谢高温电潜泵耐温达到300℃，进行了多口SAGD井的应用，但价格昂贵。针对国内单井产量低、井温高的特性，国内研发的耐高温滑片采油泵，耐温达到260℃以上，在多口井的现场试验中取得了较好的效果，其弱点也是耐砂性差，寿命需要进一步检验。
中国稠油资源占到20%，高温举升技术具有重要的意义。针对中国高温井特点，目前尚无非常理想的举升方式，需要耐温、耐磨的新材料等基础研究取得突破，才能实现高温流体高效、低耗举升。
4 提高举升工况监测与智能化水平
油井工况不断变化，举升工况监测与诊断是一项永恒的任务，目的是提高系统效率、降低开发成本并最大化提高产量。目前电潜泵等都已经发展了诊断与优化技术，仍然存在着优化耗时长、步骤复杂的缺点，其发展方向是从地面分析向井下可视化发展，与油藏数据相结合，实现实时的监测和优化。国外设计的柱塞泵实时优化系统，可以实时定量可视化模拟井下柱塞泵的动作、柱塞运动、阀的开关以及流体流动状态，诊断更加及时和精确。
国外目前正在开展的声波工况监测和诊断技术是将来的发展方向之一，通过对油井声波信号进行采集，建立声波特征和井下泵冲程的关系，进行工况判断。
随着数字化油田的建设，数字化抽油机技术得到了迅速发展，实现了自动采集数据、远程控制、实现不停机状态下智能调节平衡、自动调节冲次、语音提示及语音报警、实现软启动和过载保护功能，目前在多个油田应用，综合节电率在30%以上。对于新型的举升技术，尤其是无杆举升技术，要同步发展低成本智能举升技术，能够在线监测电参量、井下泵出、入口压力、温度、流量等参数，并通过通讯系统传输给地面监控系统。操作人员根据生产实际情况设置后，实现自动闭环举升。
结论
国内多数油田已经进入开发中后期，稳产形势严峻，机采井数量不断增加，人工举升的作用越来越突出。同时，随着资源劣质化程度不断加深，斜井、水平井等复杂井型数量不断增加，油井工况越来越复杂，对举升技术要求越来越高，发展更加安全环保、可靠、节能、高效的人工举升新技术是采油工程发展的必然趋势，并配套实时监测与诊断技术，提高对生产过程中的监测和控制水平。在低油价形势下，通过技术创新，提高人工举升系统效率，降低能耗，提高投资回报率。
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