影響機采井系統(tǒng)效率的因素及治理措施

李銘 趙志明 安羽 陳大偉

（大港油田公司第四采油廠 天津 300280）

1 引言

隨著油田開發(fā)進入中后期，人工舉升方式在各種舉升方式中所占的比例越來越大，而在人工舉升方式中，又以有桿泵抽油機往復(fù)抽汲方式為主，而目前這種生產(chǎn)方式的系統(tǒng)效率較低，浪費能量較多。因此，如何最大限度的提高有桿抽油系統(tǒng)效率，實現(xiàn)用有限的產(chǎn)出，換取最大的效益，是保證油田高效生產(chǎn)的重要途徑之一。

2 影響機采井系統(tǒng)效率因素分析

抽油機井系統(tǒng)效率是指將液體舉升到地面的有效做功能量與系統(tǒng)輸入能量之比，并且根據(jù)機采系統(tǒng)的特點，可以將抽油機以光桿懸繩器為分界點分為兩部分，下面就根據(jù)地下，地面兩部分來分別論述抽油機系統(tǒng)效率的影響因素。

2.1 井下系統(tǒng)效率影響因素

井下系統(tǒng)效率的計算公式為：

式中：Q－油井液量，m3/d；

H－有效揚程， m；

ρ－混合液密度， kg/m3；

A－示功圖面積 mm3；

sd－減程比 m/mm；

fd－力比 kN/mm；

ns－沖次 min-1

從公式中可以看出，油井液量、動液面、試功圖面積（沖程、懸點載荷）、沖次是影響井下系統(tǒng)效率的主要因素，而它們本身也受著油層供液能力、液體粘度、井斜軌跡、泵掛深度、油管管徑、泵桿桿徑、桿管材質(zhì)等因素影響。因此，提高井下系統(tǒng)效率的潛力在于：一是從油井產(chǎn)量入手，通過各種油層改造技術(shù)，注水配套技術(shù)等來改善油層的供液能力，提高油井產(chǎn)量，提高油井的系統(tǒng)效率。二是通過下泵深度、抽汲參數(shù)、管柱組合的優(yōu)化，從而減小各種無功損耗，達到提高系統(tǒng)效率的目的。

2.2 地面系統(tǒng)效率的影響因素

機采井地面所損失的功耗主要由電機損失的功耗及抽油機摩阻損失的功耗兩部分組成，這其中又以電機所損失的功耗最大，且抽油機摩阻損失的功耗可以通過日常管理使其達到最好的運行狀態(tài)，因此，地面部分的薄弱環(huán)節(jié)就是電機效率，因此電機的匹配程度直接影響地面系統(tǒng)效率的高低。

普通異步電機裝機容量大，當電動機啟動后，絕大多數(shù)電機都是在定速拖動方式或輕重負荷變化拖動方式下運行。這種高低功率的不平衡匹配，是電動機長時間處于輕載和定速運行的低效利用狀態(tài)，電機效率較低。并且由于抽油機負荷變化較大，電機負載率低，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴重，尤其是對低產(chǎn)低效油井，更是如此。

3 提高機采井系統(tǒng)效率的對策

3.1 地面部分

針對普通電機在使用中所存在的缺點，在充分考慮油井油層物性、滲透率、泵掛、液面、液量等因素，在低產(chǎn)低效井中選用功率匹配較好的高效節(jié)能電機—雙聯(lián)齒輪節(jié)能減速電機。

雙聯(lián)齒輪減速電機是在輸入輸出齒輪左右對稱安裝雙聯(lián)齒輪減速器，通過雙聯(lián)齒輪減速器來改變電機輸出軸的轉(zhuǎn)速，從而降低沖次及匹配電機的輸入功率，解決“大馬拉小車”問題。

3.2 井下部分

從上面分析可知，提高井下舉升效率的關(guān)鍵在于：一是從油井產(chǎn)量入手，通過各種油層改造技術(shù)，注水配套技術(shù)等來改善油層的供液能力，提高油井產(chǎn)量，提高油井的系統(tǒng)效率。二是通過下泵深度、抽汲參數(shù)、管柱組合的優(yōu)化，從而減小各種無功損耗，達到提高系統(tǒng)效率的目的。

3.2.1 下泵深度及抽汲參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計

優(yōu)化下泵深度。根據(jù)地質(zhì)配產(chǎn)、合理沉沒度、井網(wǎng)完善程度、油層供液情況等，合理確定下泵深度具體做法是：對于供液能力改善的油井應(yīng)泵升級并提淺泵掛；對于供液能力變差的油井應(yīng)泵降級并加深泵掛。從而最大限度的提高油井泵效，達到提高產(chǎn)量，提高泵效，提高油井井下舉升效率的作用。

抽汲參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計的原則是在保證油井產(chǎn)液量的原則下，盡量使用“長沖程、慢沖次”，以降低油井的沖程損失，減小懸點載荷，從而達到提高泵效，減少水利損失及摩擦損失，得到較高的系統(tǒng)效率。

3.2.2 增產(chǎn)工藝技術(shù)的應(yīng)用

通過技術(shù)手段，如油層改造技術(shù)，注水配套技術(shù)等，改善油藏的供液能力，提高油井產(chǎn)液量和產(chǎn)量，從而提高油井的有效功率，達到增油和提高機采系統(tǒng)效率的目的。

4 提高機采井系統(tǒng)效率措施的現(xiàn)場實施

4.1 地面設(shè)備優(yōu)化

使用雙聯(lián)齒輪減速電機與普通電機測試對比數(shù)據(jù) 見下表1

表1 減速電機與普通電機生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

從上表可以看出，應(yīng)用減速電機后，輸入功率明顯降低，系統(tǒng)效率得到顯著提高。

4.2 下泵深度及抽汲參數(shù)優(yōu)化

（1）港5063井下泵深度優(yōu)化

根據(jù)該井生產(chǎn)情況和地層特征，在下泵深度上進行了優(yōu)化，將泵深由優(yōu)化前的1700米提淺到1100米。

優(yōu)化后該井液量由32.8t提高到54.82t，日增油1.58t，泵效由45%大幅度提高到75%。系統(tǒng)效率由16.57%提高到40.86%

表2 港5063井下泵深度優(yōu)化前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

（2）板G10K井抽汲參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)該井泵效低，供液不足的特點，將該井沖次由2.5次/分調(diào)整為2次/分。優(yōu)化后生產(chǎn)數(shù)據(jù)及機采系統(tǒng)效率見下表。

表3 板G10K井抽汲參數(shù)優(yōu)化前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

4.3 增產(chǎn)工藝技術(shù)的應(yīng)用

港365-3井調(diào)驅(qū)受益前后機采系統(tǒng)效率見下表

表4 港365-3井調(diào)驅(qū)受益前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

從表中可以看出，該井調(diào)驅(qū)見效前后油井液量大幅上升，有功功率上升，輸入功率減小，系統(tǒng)效率大幅提高，提高了22.71%。

5 結(jié)論

1、油井液量低、電機不匹配、油井泵掛深度及抽汲參數(shù)不合理是制約機采系統(tǒng)效率提高的主要因素。通過地面電機匹配，下泵深度及抽吸參數(shù)的優(yōu)及增產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，可使油井系統(tǒng)效率提高10—30%。節(jié)能效果明顯。

2、機采系統(tǒng)效率是地面效率與地下效率統(tǒng)一的整體，在實際工作中要從兩方面入手，才能取得較好的效果。

3、系統(tǒng)效率的提高，涉及到油井生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)：如油井清防蠟、設(shè)備的維護與保養(yǎng)等，因此，提高系統(tǒng)效率，需各部門的共同努力與協(xié)作。

4、應(yīng)加大機采井系統(tǒng)效率的監(jiān)測工作，充分了解機采系統(tǒng)效率狀況，從而制定有針對性的措施。

1.楊海濱等 ，機采系統(tǒng)效率計算方法研究與認識 ，鉆采工藝，2005.03

2.李興 康成瑞 鄒俊松，低滲透油田機采系統(tǒng)效率影響因素分析 ，石油化工和節(jié)能，2008（3）