機采系統(tǒng)節(jié)能降耗潛力分析評價

王拯

摘 要：目前油田生產(chǎn)實際以及油田分公司要求，通過加大節(jié)能技改措施的實施，完成“十一五”末生產(chǎn)能耗比“十五”降低20%的工作目標。本文結合采油四礦生產(chǎn)實際，從產(chǎn)液結構調整，新技術、新設備的應用，強化技術管理工作三個方面指出了目前機采系統(tǒng)節(jié)能降耗的潛力，闡述了如何通過科學管理，有效降低機采系統(tǒng)能耗，提高油田開發(fā)效益。

主題詞：機采系統(tǒng) 能耗 潛力

1、機采系統(tǒng)現(xiàn)狀

1.1 機采系統(tǒng)耗能狀況

勝采四礦目前共有油井258口，開井180口，其中抽油機井134口，電泵44口，螺桿泵2口。日產(chǎn)液水平1.86萬噸，日產(chǎn)油水平800噸，綜合含水為95.7%。平均動液面為934m，平均泵深為1409m。平均日耗電14.6萬千瓦時，平均提液單耗8.03千瓦時/噸。

特高含水級別95%-98%從分泵徑、泵型的液量、油量、井數(shù)的比例中，舉升的主要類型是250方以上大排量電泵，液量占到此含水級別總液量的67.4%，高液量在穩(wěn)定產(chǎn)量運行的同時，帶來了高能耗，在此含水級別的電泵井能耗占到機采系統(tǒng)能耗的67%，液量舉升與能耗矛盾突出。另外，在在中高含水級別90%-95%從分泵徑、泵型的液量、油量、井數(shù)的比例中，舉升的主要類型是泵徑為56的有桿泵，占到總井數(shù)的61.5%。通過摸查這部分井的生產(chǎn)情況，在同樣完成舉升過程，可以通過轉換泵型，下螺桿泵，以及56泵升級到70、95的經(jīng)濟泵型的方式，在耗電略有增加的情況下，可有效舉升更多液量，實現(xiàn)提液增油。

由于在產(chǎn)液規(guī)模的控制條件下，不進行產(chǎn)液結構調整，壓減高耗工藝，低耗工藝提液潛力難以得到發(fā)揮。

2、影響機采系統(tǒng)能耗的突出問題

2.1 產(chǎn)液結構不優(yōu)化，高耗工藝比例大

目前我礦產(chǎn)液構成上存在的突出問題是，高耗工藝的比例明顯偏高，制約著機采耗能最優(yōu)化的實現(xiàn)。目前我礦的電泵開井44口，占開井數(shù)的25.5%，平均日產(chǎn)液12×104 m3，占70.7%，日產(chǎn)油384.6t，占46.9%，平均日耗電10.26×104kWh，占提液耗電的74.43%。

由于在產(chǎn)液規(guī)模的控制條件下，不進行產(chǎn)液結構調整，壓減高耗工藝，低耗工藝提液潛力難以得到發(fā)揮。

2.2 抽油設備嚴重老化，節(jié)能設備應用少

2.2.1 抽油機

目前，采油四礦抽油機新度系數(shù)僅為0.34，低于全廠抽油機新度系數(shù)0.39，超期（大于14年）服役的抽油機60口，占總井數(shù)的44.7%。

2.2.2 電機

盡管經(jīng)過近幾年節(jié)能電機更新改造，目前節(jié)能電機占所占比列依然很小，運行的抽油機電機中，節(jié)能電機僅有53口，占總油井數(shù)的40.68%，平均電機功率因數(shù)為0.67，造成設備高耗低效。

2.2.3 變壓器

目前應用的變壓器型號比較多，品牌比較雜，雖然近幾年通過各種渠道對部分高耗能的

變壓器進行了更換，目前仍有33臺S7型變壓器在運行，造成了電能損耗的增加。

3、機采系統(tǒng)節(jié)能降耗潛力分析

3.1 挖掘產(chǎn)液結構調整潛力，建立經(jīng)濟的產(chǎn)液規(guī)模

通過目前四礦在用舉升工藝的效益分析，結合階段性油藏的動態(tài)管理措施，有步驟實施油井工藝規(guī)模的調整工作，提高經(jīng)濟泵型的比例，減少高耗低效工藝的比例，逐步形成經(jīng)濟的產(chǎn)液構成。

泵徑的優(yōu)化匹配主要的調整原則概括為“穩(wěn)兩頭，調中間”，即相對穩(wěn)定大排量提液需求的250泵和深抽工藝需求的φ44，重點是φ70、95等經(jīng)濟泵型的逐步增加數(shù)量。下步，我們以產(chǎn)量和經(jīng)濟效益為中心，逐步實施機采系統(tǒng)的泵徑整合工作，建立經(jīng)濟產(chǎn)液構成。

經(jīng)濟泵型優(yōu)化整合后，經(jīng)濟產(chǎn)液規(guī)模1.86×104m3，預計電泵開井數(shù)控制在40口左右，日耗電量可降低1.28×104kWh。

3.2 挖掘新設備、新技術應用潛力，建立合理的應用規(guī)模

通過對近幾年在我礦新技術、新設備應用效果，以經(jīng)濟性、適用性、有效性的應用原則優(yōu)選節(jié)能新設備、新技術的應用，建立一定的應用規(guī)模，形成技術降耗的規(guī)模效應。

3.2.1 節(jié)能電機

在幾年應用的節(jié)能電機中永磁電機在提高提高電機負載率、低速電機在降低電機功率方面有顯著效果。

3.2.1.1普及永磁電機，提高電機負載率

由于目前的電機負載率比較低（只有26.58%），“大馬拉小車”是造成電機運行效率低的主要原因，對功率因數(shù)小于0.4的44臺普通電機，實施更換永磁電機。安裝永磁電機后，單井裝機功率減少11kw，平均功率因數(shù)上升0.287，平均電流下降了13.52A，平均功率負載率上升9.43%，平均單井日耗電節(jié)約29kWh，節(jié)電率為12.24%。下步將普及永磁電機，替代普通電機，提高電機負載率。

3.2.1.2加大低速電機應用力度

對供液不足井安裝低速電機，降低沖次到2次以內，功率等級由37KW以上統(tǒng)一下降到22KW，有功節(jié)電率達到40%左右，功率因數(shù)隨提高0.2，在深抽油井進行參數(shù)優(yōu)化、提高系統(tǒng)效率具有較好的效果。目前我礦供液不足油井26口，平均沖次3.7次，下步將加大低速電機在供液不足油井上的應用，充分挖掘低速電機在參數(shù)優(yōu)化，提高系統(tǒng)效率方面的作用。

3.2.2 變頻控制裝置

使用增加數(shù)據(jù)反饋功能的抽油機變頻控制柜，通過“快提慢放”實現(xiàn)增液增油，需根據(jù)單井現(xiàn)場設定最佳上下行速度，確保實現(xiàn)節(jié)能和增液雙效。累計對10口供液不足的井抽油機變頻控制柜，平均系統(tǒng)效率由27.59%上升到29%以上，平均單井節(jié)電50KWh。

對液面低供液條件差，采用電泵方面變頻技術可以調節(jié)電機轉速，改善供液條件差的油井工況，日節(jié)電在130KWh，通過地面控制，調節(jié)電機轉速，確保油井正常生產(chǎn)、延長電泵機組的使用壽命。目前已安裝4臺變頻控制柜，平均系統(tǒng)效率由安裝22.87%上升到27%以上。下步重點對供液狀況差的5口井推廣應用電泵井變頻控制柜。