降低抽油機(jī)井井口回壓工藝方案

劉野（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠第四油礦）

降低抽油機(jī)井井口回壓工藝方案

劉野（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠第四油礦）

為了合理優(yōu)化機(jī)采系統(tǒng)，提高集輸管網(wǎng)輸油效率，達(dá)到機(jī)采井生產(chǎn)效益最大化,定量分析、計(jì)算了井口回壓對(duì)機(jī)采井產(chǎn)量、抽油機(jī)能耗的影響，明確了降低生產(chǎn)回壓對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的重大意義，提出降低井口回壓的兩種方法，即井口增加過渡泵輸油法和管線末端增加抽吸泵輸油法兩種方案，對(duì)提高油田輸油工藝技術(shù)水平和開發(fā)效益,確保油田的長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)具有一定的意義。

機(jī)采井 降回壓 過渡泵 增產(chǎn) 節(jié)能

在機(jī)采井生產(chǎn)中，由于輸油管線較細(xì)、輸油距離長(zhǎng)，管線結(jié)蠟、結(jié)垢、原油黏度高等原因，造成井口生產(chǎn)回壓較高，不僅增加了掃線工作量，影響了抽油桿、管的使用壽命，造成躺井事故發(fā)生，還直接影響油井產(chǎn)液量、抽油設(shè)備能耗及產(chǎn)能建設(shè)投資。

1 回壓對(duì)機(jī)采井生產(chǎn)影響的定量分析

1.1回壓導(dǎo)致的抽油桿、油管形變對(duì)產(chǎn)液量的影響

由于回壓的影響，抽油機(jī)在上沖程提液時(shí)，回壓通過液體作用在活塞上，從而使抽油桿伸長(zhǎng)，產(chǎn)生提液滯后現(xiàn)象；在抽油機(jī)下沖程時(shí)，回壓通過液體作用在固定閥上，從而使油管伸長(zhǎng)，這樣抽油機(jī)在上下沖程做功時(shí)，抽油桿和抽油管同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)變 形 ， 降低了抽 油 泵 的 泵 效，導(dǎo)致 產(chǎn) 液 量 下 降[1]。

根 據(jù) 胡 克 定 律[2]， 當(dāng) 應(yīng) 力 不 超 過 比 例 極 限 時(shí) ，桿件的伸長(zhǎng) ΔL與拉力 F和桿件的原長(zhǎng) L成正比，與橫截面積 A成反比，式中 E為 彈性模量（取值2.1× 107）。

以葡79-54井為例，泵徑 70mm，沖程 3m，沖速為 8min-1，泵深 852.4m，抽油桿為 22mm （ A桿= 3.8cm2），油管 外 徑 為 73mm，內(nèi)徑 為 62mm （ A管= 11.6cm2， A空=31.65cm2) ， 日 產(chǎn) 液 91.3m3， 日產(chǎn) 油6t，系統(tǒng)效率為 25%。

當(dāng)井口回壓增加 1MPa時(shí)，回壓作用在活塞上的作用力為 3846.5N。

根據(jù)胡克定律，上沖程時(shí)抽油桿的伸長(zhǎng)量為4.12cm。 下 沖 程 時(shí) 油 管 的 伸 長(zhǎng) 量 為 1.33cm， 則 由于 回 壓 每 天 影 響 的 產(chǎn) 量 為 1.75m3， 年 影 響 產(chǎn) 液 量為 638.75m3。

1.2回壓對(duì)抽油機(jī)能耗的影響

當(dāng)回壓降低 1MPa時(shí)，抽油機(jī)每天節(jié)約電能147.72kWh。

假設(shè)在井口安裝離心泵，離心泵產(chǎn)生 1MPa舉升力，效率為35%，可舉升的高度為100m。

葡 79-54 井 日 產(chǎn) 液 為 91.3m3， 則 將 91.3m3液 體舉 升 100m 所 消 耗 的 能 量 為 72.46kWh。 日 節(jié) 約 電能 75.26kWh，年 節(jié) 電 能 力 為 27469.9kWh。

2 降低回壓影響方案設(shè)計(jì)

在井口輸油管線內(nèi)部安裝一個(gè)外擴(kuò)徑電驅(qū)動(dòng)小型過渡泵，通過泵做功，使管線內(nèi)液體主動(dòng)向前運(yùn)輸，減少井筒內(nèi)液體流入管線的阻力，降低回壓對(duì)油井生產(chǎn)的影響。小型泵設(shè)計(jì)為雙管結(jié)構(gòu)，一條為普通輸油管線，另一條為安裝過渡泵的外擴(kuò)徑管線。正常生產(chǎn)時(shí)采用安裝過渡泵的外擴(kuò)徑管線，最大限度地降低回壓對(duì)機(jī)采井生產(chǎn)的影響。過渡泵設(shè)計(jì)的排量參數(shù)可調(diào)，根據(jù)不同井的實(shí)際產(chǎn)量調(diào)整過渡泵排量略大于油井的產(chǎn)量。當(dāng)過渡泵發(fā)生故障需要維修時(shí)，可將安裝過渡泵的外擴(kuò)徑管線拆卸，采用普通輸油管線進(jìn)行輸油，從而不影響機(jī)采井的正常生產(chǎn)。

過渡泵技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)見表1。

表1 過渡泵主要技術(shù)參數(shù)

3 降回壓應(yīng)用實(shí)例

3.1中原油田成功經(jīng)驗(yàn)

中原油田在 15口井上安裝使用了降回壓裝置（與上述裝置不同）。在采油工作制度與參數(shù)不變的情況下，測(cè)量實(shí)施前后抽油井的有關(guān)參數(shù)，回壓由原 來(lái) 的 0.4MPa 降 低 到 0.02MPa， 單 井 平 均 泵 效 提高了 6.5%，其他測(cè)量參數(shù)如表2。由表2 可知，單井平均生產(chǎn)周期為 385d，平均日增液 3.6×103kg，平均日增油 1.3× 103kg，累計(jì)增液 1424.5× 103kg，累 計(jì)增 油 500.5×103kg，延長(zhǎng) 檢泵 周期 83d，累 計(jì)節(jié)電 29760.5kWh。

表2 中原油田采油二廠井口回壓降壓裝置實(shí)施前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)[3]

3.2大港油田成功經(jīng)驗(yàn)

大港油田在7座計(jì)量站安裝油氣混輸泵7臺(tái)，計(jì) 量 站 系統(tǒng)回 壓 平 均 下 降 0.3MPa，各單 井 回 壓 均得 到不同 程 度 的下降 ， 增加原 油 產(chǎn) 量 3609t， 見表3。

表3 中原油田計(jì)量站安裝混輸泵前后生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)

4 經(jīng)濟(jì)效益

以葡 79-54 井為例，通過降回壓，單井增產(chǎn)638.75m3， 混 合 液 密 度 為 0.98cm3， 含 水 率 為94.41%，則 年 增 油 為 35t， 噸 油 按 照 2200 元計(jì) 算 ，年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益 7.7 萬(wàn)元。

葡 79-54 井 年 節(jié) 電 27469.9kWh， 按 照 0.5 元/ kWh計(jì)算，年可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益 1.3735萬(wàn)元。

回壓裝置的價(jià)格為 0.5 萬(wàn)元，則第一年可創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益 8.57 萬(wàn)元，如果按照離心泵的使用壽命為 10年計(jì)算，每年應(yīng)用 100 口井計(jì)算，可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約 8175萬(wàn)元，具有廣闊的應(yīng)用前景。

5 結(jié)論

1）通過分析計(jì)算，回壓對(duì)機(jī)采井產(chǎn)量和耗電的影響非常大，通過降低回壓，機(jī)采井可以大幅度提高產(chǎn)量，降低能耗，為油田生產(chǎn)創(chuàng)造效益。

2）設(shè)計(jì)的井口小型過渡泵具有提高機(jī)采井產(chǎn)量、節(jié)約能耗等特點(diǎn)，同時(shí)使用方便，維修簡(jiǎn)單，可從管線上直接拆卸，便于管理。

在葡萄花油田開采過程中，應(yīng)用了很多環(huán)狀流程，流程中的回壓普遍較高，部分管線的回壓高達(dá)2MPa以上，嚴(yán)重影響了油井的生產(chǎn)，因此在葡萄花油田積極采取措施降低回壓對(duì)機(jī)采井的生產(chǎn)具有現(xiàn)實(shí)意義。

[1]李秀竹,吳生,呂栓柱,等.抽油機(jī)井井口回壓降壓裝置的研制與應(yīng)用[J].石油礦場(chǎng)機(jī)械,2004,33(3):94-95.

[2]張文,王克亮,馬士平.井口回壓對(duì)抽油井泵效影響規(guī)律研究[J].科學(xué)技術(shù)工程,2008，8(21)：5799-5782.

[3]王海濱,韋學(xué)臣.井口回壓對(duì)油井工況影響及對(duì)策分析[J].江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào),2005,27(4):688-670.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.008.023

2013-01-27）

劉野，1994年畢業(yè)于俄羅斯伊爾庫(kù)茨克國(guó)立大學(xué)，2006年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，從事安全管理工作，E-mail：huazhimenglijia@ 163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠第四油礦生產(chǎn)辦，163517。