八面河油田油井節(jié)能工作的實(shí)踐與效果

張志剛，于鵬亮

八面河油田油井節(jié)能工作的實(shí)踐與效果

張志剛，于鵬亮

（中國(guó)石化勝利油田分公司清河采油廠，山東 壽光262714）

節(jié)能降耗是提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要措施。八面河油田針對(duì)稠油區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率低、部分油井工況優(yōu)化余地大、機(jī)采設(shè)備整體利用率低等能耗問(wèn)題，提出了如下治理對(duì)策：1、在設(shè)備節(jié)能改造方面，推廣低沖次稠油節(jié)能抽油機(jī)和節(jié)能永磁電機(jī)。2、在改善油井工況方面，合理油井沉沒(méi)度，加強(qiáng)偏磨腐蝕治理，降低油井無(wú)效排液。3、結(jié)合區(qū)塊特點(diǎn)，加大調(diào)整稀油區(qū)塊及稠油區(qū)塊與百米噸液耗電的平衡力度。

八面河油田；油井；節(jié)能；設(shè)備改造；工況改善；平衡調(diào)整

八面河油田現(xiàn)有油井1216口，以抽油機(jī)井為主。其中開井1106口，裝表油井655口，裝表率為59.2%，平均單井實(shí)測(cè)日耗電量為172.3KW.h。2010年平均機(jī)采系統(tǒng)效率為30.7%，稠油區(qū)塊僅6%?？傮w來(lái)說(shuō)，八面河油田油井能耗水平仍然較高，有較大的挖潛空間。

1 存在問(wèn)題

1.1 稠油區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率低

由于稠油區(qū)塊原油性質(zhì)普遍較差，且具高密度、高粘度特點(diǎn)，地面原油密度（0.948～0.984）g／c m3，平均0.964g／c m3，凝固點(diǎn)8℃～20℃，原油粘度（2327.8～44333.6）mPa.s，平均粘度7632.5 mPa.s，屬普通稠油Ⅱ類。由于油稠不可避免地導(dǎo)致較大粘滯和流動(dòng)阻力，從而造成舉升及其配套系統(tǒng)能耗較高。稠油井生產(chǎn)時(shí)抽油桿摩擦阻力大，光桿下行困難，油井具有低沖次、低液量、低泵效的特點(diǎn)，使得油井舉升比較困難。低沖次的特點(diǎn)又使機(jī)采系統(tǒng)，特別是普通游梁抽油機(jī)采油系統(tǒng)處于遠(yuǎn)低于合理參數(shù)的高能耗環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。2010年，稠油區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率僅為6%，平均單井日耗電量216度，遠(yuǎn)高于油田平均水平。另外，隨著稠油區(qū)塊油井逐年增加，必然帶來(lái)油田油井構(gòu)成和能耗結(jié)構(gòu)的變化，從而迫使油田整體機(jī)采系統(tǒng)效率持續(xù)降低，使得單井能耗水平進(jìn)一步增加。

1.2 部分油井工況優(yōu)化余地大

泵效是影響油井能耗的重要因素，實(shí)際反映了抽汲參數(shù)，包含沖程、沖次、泵掛等的合理與否。在一定的供液基礎(chǔ)上，較高的沖次或不合理的沉沒(méi)度必然造成較低泵效，同時(shí)產(chǎn)生較高的能耗。2010年，八面河油田沉沒(méi)度高于500 m的油井尚有203口，泵效低于30%的低泵效井仍有157口，具有較大的降耗增效潛力。

1.3 機(jī)采設(shè)備整體利用率低

由于歷史原因，八面河油田抽油設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)備利用率總體較低，部分油井“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重。2010年八面河油田平衡率低于80%的油井仍有172口，抽油機(jī)平均負(fù)載率僅為56.1%，負(fù)載率低于50%的油井為379口。電機(jī)負(fù)載率為56.9%，負(fù)載率小于50%的有533口。另外，部分抽油機(jī)及電機(jī)老化嚴(yán)重，也在一定程度上降低了設(shè)備的傳導(dǎo)效率，增大了無(wú)效損耗。

2 治理對(duì)策

2.1 設(shè)備節(jié)能改造

2.1.1 推廣低沖次稠油節(jié)能抽油機(jī)

由于普通游梁式抽油機(jī)減速比僅為31.73，在裝配普通電機(jī)的情況下，其最小沖次僅能達(dá)到（3～4）次／min，不能適應(yīng)稠油區(qū)塊（1～2）次／min的低沖次生產(chǎn)要求，只能借助調(diào)速電機(jī)進(jìn)行沖次補(bǔ)償而獲得低沖次，從而造成較高的無(wú)功能耗。為有效應(yīng)對(duì)稠油區(qū)塊油井的高能耗問(wèn)題，八面河油田近年逐步引進(jìn)了低沖次游梁式抽油機(jī)，該型抽油機(jī)減速箱使用的是四軸三級(jí)傳動(dòng)減速形式，減速比可達(dá)189.5，因而最低沖次能夠達(dá)到1.3次／min，能夠基本滿足稠油區(qū)塊油井的生產(chǎn)需要。另外，與傳統(tǒng)游梁機(jī)相比，其裝機(jī)功率可由37KW或18.5KW降低為15KW甚至11 KW，綜合能耗降低40%以上。2011年，在前期推廣的基礎(chǔ)上，八面河油田新裝8臺(tái)CYJK型低沖次稠油節(jié)能抽油機(jī)，使其總體裝機(jī)規(guī)模達(dá)到24臺(tái)，其中7臺(tái)為汰換原有抽油機(jī)，平均日節(jié)電151 KW.h，節(jié)電率高達(dá)64.8%（見(jiàn)表1）。到720臺(tái)，覆蓋率由2010年的45.7%提高到目前的60.9%。其中，16級(jí)永磁電機(jī)達(dá)到581臺(tái)，覆蓋率達(dá)到50%，平均單井日節(jié)電55.0 KW.h（見(jiàn)表3）。

表1 低沖次游梁式抽油機(jī)更換使用效果對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

表2 2010年電機(jī)單井日耗情況統(tǒng)計(jì)

2.1.2 推廣節(jié)能永磁電機(jī)

與調(diào)速電機(jī)相比，永磁電機(jī)有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和較高的功率因數(shù)，能明顯改善電機(jī)與抽油機(jī)的匹配狀況。2010年，八面河油田對(duì)在用電機(jī)進(jìn)行了功率因數(shù)普測(cè)，從測(cè)試結(jié)果來(lái)看，其功率因數(shù)達(dá)到0.75，遠(yuǎn)高于普通電機(jī)的0.35和調(diào)速電機(jī)的0.4。裝配永磁電機(jī)的油井平均單井日耗電量137KW.h，節(jié)電效果顯著，更換普通電機(jī)和調(diào)速電機(jī)的節(jié)電率分別為15.4%和37.4%（見(jiàn)表2）。

2011年，八面河油田加大了永磁電機(jī)的推廣力度，其中全年改造更換210臺(tái)次，使得永磁電機(jī)在用臺(tái)數(shù)達(dá)

表3 2011年電機(jī)調(diào)整效果對(duì)比表

2.2 改善油井工況

2.2.1 合理油井沉沒(méi)度

沉沒(méi)度對(duì)于油井泵效及耗電量有顯著影響。合理沉沒(méi)度不止能提高油井泵效，降低機(jī)采系統(tǒng)能耗，同時(shí)還能夠減少桿管投入，節(jié)約材料費(fèi)用。通過(guò)對(duì)有電表井的沉沒(méi)度、泵效及噸液耗電量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)擬合，稠油區(qū)塊合理沉沒(méi)度應(yīng)在150 m～200 m，稀油區(qū)塊則應(yīng)在300 m～550 m（見(jiàn)圖1）。

圖1 稠油區(qū)塊與稀油區(qū)塊沉沒(méi)度與泵效、噸液耗電量的關(guān)系曲線

根據(jù)上述認(rèn)識(shí)，2011年八面河油田累計(jì)上提泵掛76口，累計(jì)上提泵掛1.2萬(wàn)米，減少桿柱負(fù)荷近280 KN，油井沉沒(méi)度進(jìn)一步合理（見(jiàn)表4），日累節(jié)電2159KW.h。

表4 2011年及2010年油井泵掛及沉沒(méi)度情況對(duì)比統(tǒng)計(jì)表

2.2.2 加強(qiáng)偏磨腐蝕治理

2011年，通過(guò)分類治理模式，重點(diǎn)加強(qiáng)了內(nèi)襯油管、抽油桿減磨接箍等減磨類偏磨防治技術(shù)及緩蝕劑等防腐技術(shù)的使用力度，使得油井平均負(fù)荷由53.8KN減小到42.4KN，減小11.4KN，有電表井單井日節(jié)電14KW.h。同時(shí)，油井檢泵周期大幅提高，同比延長(zhǎng)35天。

2.2.3 降低油井無(wú)效排液

1）對(duì)低于經(jīng)濟(jì)開發(fā)指標(biāo)且無(wú)生產(chǎn)潛力的油井進(jìn)行關(guān)?；蜷g抽。2011年累計(jì)間抽39口，核算日累節(jié)電3399 K W.h。計(jì)關(guān)16口，核算日累節(jié)電2382 K W.h。

2）對(duì)井下變化及參數(shù)選取不合理造成的低效井進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。2011年累計(jì)下調(diào)參數(shù)345井次，其中下調(diào)沖次308井次，日累節(jié)電8377KW.h。調(diào)小泵徑37口，日累節(jié)電606 KW.h（見(jiàn)表5）。

表5 2011年參數(shù)下調(diào)工作量及其效果統(tǒng)計(jì)表

2.3 加大平衡調(diào)整力度

平衡度對(duì)于油井日耗有顯著影響。較低的抽油機(jī)平衡率不但會(huì)造成電機(jī)電流變化不均勻，使電動(dòng)機(jī)內(nèi)耗大大增加，從而影響整個(gè)抽汲系統(tǒng)的效率，增加油井能耗。

從稀油區(qū)塊及稠油區(qū)塊的平衡范圍與百米噸液耗電的關(guān)系曲線（見(jiàn)圖2）來(lái)看，稀油區(qū)塊油井百米噸液耗電隨平衡度的增加而減小，平衡度每增加5%，下降約0.1。有效舉升600 m，液量20方的情況下，節(jié)電量約為12 K W.h。稠油區(qū)塊油井百米噸液耗電總體也隨平衡度的增加而減小，但大于95%時(shí)有所增加。其平衡度為80%～95%時(shí)節(jié)電效果最好。根據(jù)上述認(rèn)識(shí)，結(jié)合主要區(qū)塊具體特點(diǎn)，2011年安排部署平衡調(diào)整工作311井次，平均單井日節(jié)電13.2 K W.h，累計(jì)日節(jié)電4105 K W.h。

圖2 稀油區(qū)塊及稠油區(qū)塊平衡范圍與百米噸液耗電的關(guān)系曲線

3 治理效果

2011年，八面河油田共實(shí)施節(jié)能技改及其他管理節(jié)能工作量1210井次。其中，有電表井單井日均耗電由2010年的172.3KW.h下降至2011年的159.2KW.h，以2011年平均開井?dāng)?shù)1128口計(jì)算，累計(jì)節(jié)電402萬(wàn)度。機(jī)采系統(tǒng)效率由30.7%提高到30.8%，提高0.1%。其中，稠油區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率大幅提高2%，達(dá)到8%的較好水平。

4 認(rèn)識(shí)與建議

1）油井節(jié)能工作是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須立足機(jī)采系統(tǒng)全局，才能有效降低油井能耗。

2）對(duì)八面河油田而言，稠油區(qū)塊合理沉沒(méi)度應(yīng)在150 m～200 m，稀油區(qū)塊則應(yīng)在300 m～550 m。

3）平衡度對(duì)油井能耗有顯著影響，平衡度越高，油井能耗越低，但稠油井對(duì)于平衡度尤其敏感，其平衡度在80%～95%時(shí)節(jié)電效果最好。

［1］陳永明.抽油機(jī)平衡度與能耗的關(guān)系［J］.油氣田地面工程，2009，28（9）：60－61.

［2］石宏飛，閏朝輝等.推廣抽油機(jī)調(diào)平衡，降低稠油開發(fā)電能消耗［J］.試采技術(shù)，2009，30（2）：58－61.

［3］閆敬東.永磁同步電動(dòng)機(jī)在抽油機(jī)井上的應(yīng)用分析［J］.石油機(jī)械，2006，34（2）：54－56.

On Practicing Oil Well Energy Conservation Work in Bamianhe Oilfield and Relevant Effect

ZHANG Zhi－gang，YU Peng－liang
（Qinghe Oil Production Plant of Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Shouguang Shandong，262714，China）

Energy conservation and consumption reduction is a key measure to increase an enterprise＇s economic benefit and strengthen its competitive force.Aiming at energy consumption problems in thick oil zoon，such as low mechanical exploitation efficiency，large room for optimizing working condition of so me oil wells and low overall use ratio of equipments for mechanical exploitation，Bamianhe Oilfield has proposed counter measures accordingly：the first is to increase low－stroke and energy－saving pumping unit for thick oil and energy－saving permanent magnet motor in line with energy conservation trans for mation of the equip ments.the second is to adjust immersible degrees of oil wells，strengthen management of eccentric wear and erosion and reduce invalid drainage to improve operation condition.the third is to increase balance adjustment bet ween thin oil zoon or thick oil zoon and power consumption with hectometer tons of liquid according to block property.

Bamianhe Oilfield；Oil Well；Energy Conservation；Equipment Upgrading；Improvement of Operating Condition；Balance Adjustment

［責(zé)任編輯 李伯珍］

TE8；F407

A

1009—301X（2012）04—0047—03

2012－02－13

張志剛（1968－），男，現(xiàn)在中國(guó)石化勝利油田分公司清河采油廠主要從事設(shè)備節(jié)能管理工作。