稠油區(qū)塊抽油機井耗電量分析與對策

陳俊

【摘要】錦州采油廠采油作業(yè)四區(qū)稠油區(qū)塊抽油機井約300口，動力源一般采用三相異步電動機，耗電量約占作業(yè)區(qū)全年總用電量的2/3。由于影響抽油機井耗電量的因素較多，導(dǎo)致同一區(qū)塊條件下抽油機井耗電量差異較大，因此，通過分析抽油機在運轉(zhuǎn)過程中各節(jié)點的能耗損失，針對影響抽油機耗電量的主要因素，采取積極有效的應(yīng)對措施，降低抽油機運轉(zhuǎn)損耗，提高電能利用率，對于節(jié)約電能和緩和供電緊張有著極其重要的經(jīng)濟意義。

【關(guān)鍵詞】單井耗電 百米噸液耗電 電動機效率 生產(chǎn)參數(shù)

1 抽油機井耗電量現(xiàn)狀分析

由于影響抽油機耗電量的因素較多，結(jié)合以上抽油機井耗電量現(xiàn)狀分析和考慮到現(xiàn)場實際可操作性，將抽油機——有桿泵抽油系統(tǒng)分為地面、井下、管理三部分，包括電動機、皮帶、盤根盒、流體性質(zhì)、抽油機平衡度、生產(chǎn)參數(shù)共6個主要節(jié)點。根據(jù)測試資料顯示，251口抽油機井平均日耗電量為140.99kWh/d；平均噸液耗電為8.28kWh/d；平均百米噸液耗電為0.98kWh/（102m·t）。為便于評價各節(jié)點對于抽油機井耗電量的影響程度，結(jié)合表1、2、3進行綜合分析，由于油井所處區(qū)塊地質(zhì)條件差異較小，舉升液量的不同，導(dǎo)致了單井耗電量的差異較大，因此，以百米噸液耗電作為評價標準。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，選取百米噸液耗電為1kWh/（102m·t）作為標準值。

2 影響耗電量的因素分析和現(xiàn)場試驗

2.1 電動機效率

電動機功率因數(shù)低、無功損耗大是導(dǎo)致單井耗電量大的主要原因。統(tǒng)計的251口抽油機井中，功率因數(shù)可以分小于0.6的低效區(qū)和大于0.6的高效區(qū)?？梢园l(fā)現(xiàn)，這兩個部分百米噸液耗電低于1kWh/（102m·t）的井不在少數(shù)，分別為61口和71口。通過對測試資料進行分析，發(fā)現(xiàn)處于該區(qū)域的油井有以下2個共同特點：

（1）平均單井日產(chǎn)液量較高，22.44t；

（2）抽油機平衡度情況較好，平均值趨近于100%

通過上述分析得知，不同的舉升液量會導(dǎo)致單井之間耗電量差異較大，同時，電機功率因數(shù)低會導(dǎo)致電機的效率降低。因此，電動機效率對于單井耗電量的影響較大，約占25%-30%針對此點問題，結(jié)合現(xiàn)場實際可操作性，有兩種方法可使電機功率因數(shù)提高：

（1）使用抽油機節(jié)能變頻器

通過對30口井更換變頻器后，考慮到更換前后部分井生產(chǎn)參數(shù)變化等因素，平均功率因數(shù)提高了0.6052，達到0.9232，單井平均日耗電下降了24.74kWh，下降幅度達16%，效果明顯。

（2）更換三相高轉(zhuǎn)差率電機

實驗中選取功率因數(shù)低于0.4的抽油機井2口，通過更換三相高轉(zhuǎn)差率電機進行對比，2口井在更換電機后，其功率因數(shù)分別提高了0.3916和0.4123，百米噸液耗電分別下降了0.03和0.01kWh/（102m·t）。

2.2 皮帶松緊度

結(jié)合現(xiàn)場測試，皮帶在最松、適中、最緊三種狀態(tài)下單井耗電量和百米噸液耗電相差較小。因此，皮帶松緊度對單井耗電量的影響并不大，約占4%-7%。

2.3 盤根盒松緊度

盤根盒在最松、適中、最緊三種狀態(tài)下單井耗電量和百米噸液耗電相差較小，同皮帶松緊度一樣，盤根盒松緊度對單井耗電量的影響并不大，約占3%-6%。

2.4 抽油機平衡度

平衡度的達標與否對單井日耗電量的影響較大，抽油機平衡度在低于80%和大于110%時單井日耗電量偏高，其中，當大于110%時，單井平均日耗電為164.64kWh，比平衡度在80%-110%時高出26.76kWh。

通過對3口平衡度高于110%和2口平衡度低于80%的井進行測試，在平均百米噸液耗電上，油井不平衡時都不達標。因此，抽油機平衡度對于單井日耗電量來說是一個非常重要的影響因素，約占15%-20%。并且，抽油機平衡度在高于110%時比低于80%時更費電，說明了抽油機在過平衡時比欠平衡時費電。

2.5 回壓

結(jié)合2012年測試資料，當回壓大于0.6MPa時，單井平均日耗電為159.72kWh，比回壓小于0.4MPa時的單井平均日耗電高出21.24kWh，從回壓與百米噸液耗電關(guān)系曲線上也證明了回壓對單井日耗電及百米噸液耗電的影響相對較大，約占10%-15%。

結(jié)合上述分析，選取6口井利用地下?lián)接偷姆椒▉磉M行降回壓實驗，驗證單井回壓對抽油機井日耗電量的影響。

6口井在未摻油時與摻油后和其他幾次調(diào)整摻油后回壓對比有明顯下降，其中，第一次調(diào)整摻油量后單井回壓與單井日耗電量、百米噸液耗電平均最低，證明了由于原油粘度導(dǎo)致的單井回壓升高會直接增大單井日耗電。

2.6 生產(chǎn)參數(shù)

通過對測試資料進行分析，日耗電會隨著沖次的升高而增大，沖次在低于4.5次/分時，平均日耗電為118.54kWh，沖次大于等于4.5次/分時，平均日耗電為151.19kWh，高出32.65kWh。由此可見，沖次在高于4.5次時耗電量會有明顯增加。251口抽油機井平均沉沒度為129.83m，沉沒度在100-200m所占比例最大，共122口井，占統(tǒng)計井數(shù)的48.6%，平均沉沒度為134.32m，平均百米噸液耗電為1.19kWh/（102m·t）。因此，綜合整體情況，沉沒度應(yīng)該在100-235m最為合適。

從統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，生產(chǎn)參數(shù)對單井日耗電的影響較大，約占20%-25%。根據(jù)分析結(jié)果，選取1口小泵徑、高沖次的井，進行換泵作業(yè)，在不改變泵掛的前提下，把原先Φ44泵更換為Φ57泵，沖次由5次降為2次，實現(xiàn)大泵徑、慢沖次。

錦45-21-270在更換Φ57泵后，日耗電有大幅度下降，對比前2次測試結(jié)果，平均下降39.22kWh，并且百米噸液耗電也有明顯下降。

3 實施效果

通過對影響單井耗電量的6個主要節(jié)點進行分析，從影響程度大小來看，電動機和生產(chǎn)參數(shù)是影響單井耗電量的主要原因，其它依次為抽油機平衡度、回壓、盤根盒松緊度、皮帶松緊度。

根據(jù)以上6點影響因素，針對具體原因，主要從調(diào)整節(jié)能設(shè)備、調(diào)整抽油機平衡度、降低單井回壓、動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)四個方面來開展工作。

通過以上四個方面的工作，共實施各類節(jié)電措施234井次，累節(jié)電47.56×104kWh。結(jié)合2012年四季度全區(qū)抽油機井測試資料，與一季度相比，平均百米噸液耗電下降0.07kWh/（102m·t），完成值為0.91kWh/（102m·t）。

4 結(jié)論

（1）電動機和生產(chǎn)參數(shù)是影響單井耗電量的主要原因，其它依次為抽油機平衡度、回壓、盤根盒松緊度、皮帶松緊度：

（2）降低電動機裝機功率，選用節(jié)能型電機和抽油機變頻調(diào)高功率因數(shù)，能有效減少無功損耗，降低單井耗電量；

（3）抽油機井平衡度處于80%-110%之間時，能有效減少無功損耗，降低單井耗電量。并且，平衡度在過平衡時比欠平衡時更費電；

（4）油井回壓高于0.5Mpa時，單井日耗電與百米噸液耗電會有明顯提升；

（5）沖次高于4.5次/分時，單井耗電量會有明顯增加。

參考文獻

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