提高新井抽油機(jī)載荷利用率方法的研究與應(yīng)用

姜大偉（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

提高新井抽油機(jī)載荷利用率方法的研究與應(yīng)用

姜大偉（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

隨著外圍油田加密擴(kuò)邊井的不斷開(kāi)發(fā)，機(jī)采井的能耗問(wèn)題日益突出，對(duì)油田的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了重要影響，沿用早期開(kāi)發(fā)時(shí)采油工程方案中規(guī)定使用的抽油機(jī)機(jī)型已不適用，存在抽油機(jī)的載荷利用率低、機(jī)采能耗增加的矛盾。結(jié)合外圍油田的開(kāi)發(fā)特點(diǎn)，從油井載荷及產(chǎn)液量等兩方面入手，對(duì)早期的載荷計(jì)算公式及安全系數(shù)進(jìn)行修正，通過(guò)在新井工藝設(shè)計(jì)中優(yōu)化工藝方案，降低抽油機(jī)機(jī)型，從而達(dá)到提高抽油機(jī)載荷利用率、降低機(jī)采能耗的目的。

新井 載荷利用率 節(jié)能降耗

隨著外圍油田開(kāi)發(fā)的深入，機(jī)采井的能耗問(wèn)題日益突出，對(duì)油田的經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)產(chǎn)生了影響。造成抽油機(jī)能耗高的主要原因有：抽油機(jī)的載荷利用率低、抽油機(jī)的系統(tǒng)效率低、泵的利用效率低等，而抽油機(jī)的載荷利用率是決定抽油機(jī)能耗的重要因素。統(tǒng)計(jì)采油七廠敖南、扶余等低產(chǎn)區(qū)塊，抽油機(jī)的平均載荷利用率只有43.6%，而該區(qū)塊少數(shù)油井的載荷利用率最高可達(dá)到70%。說(shuō)明了沿用早期開(kāi)發(fā)時(shí)采油工程方案中規(guī)定使用的抽油機(jī)機(jī)型已不適用，存在載荷利用率低、機(jī)采能耗增加的矛盾。

應(yīng)用以下5個(gè)區(qū)塊的抽油機(jī)井生產(chǎn)參數(shù)及原油密度（表1），對(duì)上述公式進(jìn)行驗(yàn)算。

1 抽油機(jī)載荷利用率現(xiàn)狀

對(duì)采油七廠2004—2009年投產(chǎn)434口油井的載荷利用率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中有216口油井的平均載荷利用率僅為49.3%，載荷利用率較低。影響抽油機(jī)載荷利用率的原因主要有抽油機(jī)機(jī)型偏大、產(chǎn)能遞減、調(diào)研管理不及時(shí)等因素。通過(guò)對(duì)216口井的分析，其中有177口井由于抽油機(jī)機(jī)型選擇偏大導(dǎo)致了載荷利用率較低，占調(diào)查井?dāng)?shù)的8 2%。

表1 選定區(qū)塊的生產(chǎn)參數(shù)

2 懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式的優(yōu)選

抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷的預(yù)測(cè)對(duì)于抽油機(jī)型號(hào)的選定起著決定性作用。目前，方案設(shè)計(jì)中常用的計(jì)算公式[1]有以下幾種：

公式（1）、（2）、（3）計(jì)算結(jié)果偏大，公式（4）、（5）計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值比較接近，其中公式（5）的符合率最高，優(yōu)選公式（5）作為今后抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷的預(yù)測(cè)公式。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，對(duì)該公式進(jìn)行修正，得出不同區(qū)塊的修正系數(shù)（表2）。

應(yīng)用以上修正系數(shù)對(duì)公式（5）進(jìn)行修正，從而得到各區(qū)塊抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷的預(yù)測(cè)公式。敖南地區(qū)懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式為

表2 不同區(qū)塊的修正系數(shù)

葡南地區(qū)深井（1 400m以上井）懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式為

葡南地區(qū)淺井（1 400m以下井）懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式為

葡北地區(qū)懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式為含水變化情況進(jìn)行調(diào)查分析（圖1、圖2）。

圖1 敖南油田油水相滲透率曲線

太南地區(qū)懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算公式為

3 安全系數(shù)確定

在以往抽油機(jī)選型確定安全系數(shù)時(shí)，由于油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)液量會(huì)隨含水率的上升而大幅度增加，將安全系數(shù)定為1.3。但對(duì)于外圍低滲透油田，無(wú)論從相滲曲線分析還是實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)都發(fā)現(xiàn)：外圍低滲透油田產(chǎn)液量并不隨著開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，或增加幅度較?。?］。

3.1 通過(guò)相滲曲線分析預(yù)測(cè)低滲透油田產(chǎn)液變化規(guī)律

繪制了敖南油田油水相滲透率曲線，曲線表現(xiàn)為隨含水飽和度的逐漸增大，油相滲透率下降很快，水相滲透率上升較慢，油水兩相滲透率之和在油相、水相滲透率交叉點(diǎn)出現(xiàn)最低值；在含水飽和度達(dá)到0.75時(shí)，油相滲透率下降為0，油田開(kāi)發(fā)結(jié)束，油水兩相滲透率之和僅由最低值0.18升高到0.35。油水兩相滲透力之和在開(kāi)發(fā)初期最高，整體呈下降趨勢(shì)，說(shuō)明低滲透油田產(chǎn)液量基本不隨開(kāi)發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)而增加。

3.2 統(tǒng)計(jì)分析已投產(chǎn)低滲透油田產(chǎn)液變化規(guī)律

對(duì)敖包塔油田、葡南油田、葡北油田1995—1996年投產(chǎn)的38 7口抽油機(jī)井生產(chǎn)10年來(lái)的產(chǎn)液、

圖2 3個(gè)區(qū)塊油井產(chǎn)液含水曲線

從3個(gè)區(qū)塊的日產(chǎn)液隨開(kāi)發(fā)時(shí)間變化情況可以看出，在低滲透油田，油井的產(chǎn)液量變化趨勢(shì)是在小幅度增加后呈下降趨勢(shì)。這與通過(guò)相滲曲線分析得出的結(jié)論相符，即：低滲透油田產(chǎn)液量隨開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)基本不會(huì)增加或增加幅度較小。

考慮產(chǎn)液量隨開(kāi)發(fā)時(shí)間的變化規(guī)律及實(shí)際生產(chǎn)中的不確定因素，將安全系數(shù)由原來(lái)的1.3降低為1.1。根據(jù)這個(gè)原則選擇的抽油機(jī)，開(kāi)發(fā)初期抽油機(jī)能力能夠得到充分發(fā)揮，開(kāi)發(fā)過(guò)程中也不會(huì)滿載。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效果

通過(guò)運(yùn)用優(yōu)選出的最大載荷計(jì)算公式及降低為1.1的安全系數(shù)，對(duì)采油七廠2011年新投產(chǎn)區(qū)塊38口井的額定載荷進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出懸點(diǎn)最大載荷為41.3k N，額定載荷45.4 k N。采用CY JY 5-2.5-26H B型抽油機(jī)便可以滿足選型要求，因此采取了降機(jī)型措施，由傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中規(guī)定的6型機(jī)降為5型機(jī)，使平均載荷利用率由55.62%提高到66.74%，提高11個(gè)百分點(diǎn)。

5 結(jié)論

1）方案設(shè)計(jì)優(yōu)化中抽油機(jī)機(jī)型選擇偏大是導(dǎo)致抽油機(jī)載荷利用率低的重要因素。

2）通過(guò)修正安全系數(shù)及機(jī)型載荷計(jì)算公式，優(yōu)化了抽油機(jī)選型方法，使新井抽油機(jī)降機(jī)型，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)發(fā)初期抽油機(jī)能力能夠得到充分發(fā)揮，開(kāi)發(fā)過(guò)程中也不會(huì)滿載的目的。

3）通過(guò)降低抽油機(jī)機(jī)型使抽油機(jī)載荷利用率顯著提高，同時(shí)也降低了能耗及一次性投資。

［1］張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].北京:石油大學(xué)出版社,2003:103-1161.

［2］劉麗華.低滲透油田抽油機(jī)的選型原則[J].油氣田地面工程,2009,28(12):38-39.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.003

2012-02-23）

姜大偉，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，從事油氣集輸工作，E-mail：j d w 11@163.com，地址：黑龍江省大慶市大同區(qū)第七采油廠第四油礦，163517。