潛油電泵井節(jié)能綜合治理措施及效果

李濤（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

電泵井是喇嘛甸油田主要的大排量采油方式之一。油田進(jìn)入特高含水期后，受地層供液不足影響，部分電泵井無法保證在高效區(qū)間運(yùn)行，導(dǎo)致能耗增加，設(shè)備故障頻發(fā)[1]。因此，針對(duì)低排量效率、低沉沒度的電泵井采取了揚(yáng)程優(yōu)化、變頻調(diào)參以及應(yīng)用液量反饋裝置等措施，滿足電泵井高效低耗的運(yùn)行需求。

1 電泵井參數(shù)優(yōu)化

油田高含水開發(fā)后期，部分電泵井由于各種因素如地層壓力、產(chǎn)液量、含水等多種參數(shù)變化，導(dǎo)致電泵井工作狀況與原設(shè)計(jì)不符，由此造成電泵井長期處于低效工作狀態(tài)，能量損失過大[2]。對(duì)于正在工作的電泵井，應(yīng)優(yōu)選其揚(yáng)程、泵掛等工作參數(shù)，以保證電泵井始終處于高效區(qū)工作[3]。

為保證電泵井處于最高效率區(qū)間運(yùn)行，首先結(jié)合檢泵，通過單井產(chǎn)能預(yù)測、下泵深度與總揚(yáng)程確定及簡化工藝管柱，以系統(tǒng)效率最高點(diǎn)為最佳工況點(diǎn)進(jìn)行電泵井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)[4]。2017年對(duì)供液不足的電泵井采取優(yōu)化換小泵設(shè)計(jì)12口井，平均單井產(chǎn)液增加14t/d，排量效率由64.8%提高到108.1%，提高了43.3個(gè)百分點(diǎn)；對(duì)泵型偏小的井采取了小換大優(yōu)化設(shè)計(jì)5口井，平均單井產(chǎn)液增加了71t/d，產(chǎn)油增加5t/d。對(duì)于不檢泵井，采用變頻器調(diào)速保證潛油電泵井的排量與油井供液能力相匹配[5]。

在5-3435井上應(yīng)用變頻進(jìn)行調(diào)速試驗(yàn)，其中產(chǎn)液、舉升高度、輸入功率的變化與頻率變化呈一致性；但對(duì)應(yīng)頻率上升，系統(tǒng)效率存在最佳頻率點(diǎn)。該井在55Hz時(shí)為最佳頻率點(diǎn)，系統(tǒng)效率達(dá)14%，百米噸液耗電1.84kWh，超過最佳頻率點(diǎn)后產(chǎn)量回落，系統(tǒng)效率也隨之下降（表1）。

表1 5-3435井變頻調(diào)速試驗(yàn)數(shù)據(jù)

結(jié)合最佳頻率范圍，現(xiàn)場針對(duì)供液不足電泵井下調(diào)頻率12口井，優(yōu)化后平均動(dòng)液面由892m上升到662m，單耗下降7.3%；對(duì)低排量效率、高沉沒度的潛力電泵井，采取上調(diào)頻率1口井，增液22t/d，增油8t/d，單耗降低了0.8%。在保證油井連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、延長檢泵周期的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能目的。

2 液量回饋裝置應(yīng)用

對(duì)于一些無法通過變頻來優(yōu)化的電泵井，為減少低產(chǎn)時(shí)的無功損耗，降低噸液單耗，可采用電泵井液量回饋裝置。該裝置包括分支管、連通管以及回饋管組成，通過流量調(diào)節(jié)閥控制回饋量。

現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用58井次，其中4口井為由于供液能力下降而導(dǎo)致無法正常生產(chǎn)的井，其余54口井為排量效率過低、頻繁欠載停機(jī)井。實(shí)施措施后，無法正常生產(chǎn)的4口井可以開機(jī)并運(yùn)轉(zhuǎn)正常，54口頻繁欠載停機(jī)的井平均欠載停機(jī)次數(shù)減少2.7次/a，運(yùn)行時(shí)率提高4.8個(gè)百分點(diǎn)，避免了電泵井的間歇運(yùn)行，以及由于油井供液不足造成的頻繁開啟的關(guān)閉，解決了因嚴(yán)重供液不足而導(dǎo)致的關(guān)井停產(chǎn)現(xiàn)象，延長電泵使用壽命。同時(shí)對(duì)比10口井能耗變化，百米噸液耗電下降0.05kWh（表2）。

表2 液量回饋裝置應(yīng)用前后停機(jī)情況對(duì)比

以6-P3688井為例，由于周圍水井注水調(diào)整，導(dǎo)致該井因供液不足頻繁停機(jī)，從電流卡片看，僅1周內(nèi)就欠載停機(jī)達(dá)2次。發(fā)現(xiàn)問題后及時(shí)安裝了液量回饋裝置，安裝后該井運(yùn)行平穩(wěn)4個(gè)月，至注水恢復(fù)前，未發(fā)生欠載停機(jī)現(xiàn)象。

3 舉升方式優(yōu)化互換

針對(duì)嚴(yán)重載荷與設(shè)備不匹配的電泵井，可采取與其他舉升工藝轉(zhuǎn)換的方式。優(yōu)化互換主要針對(duì)低效、高沉沒度電泵井，選取原則是含水較低、含聚濃度較高井，采取與電泵井產(chǎn)能相匹配的螺桿泵井進(jìn)行優(yōu)化。螺桿泵井選取產(chǎn)液較高、無法通過上調(diào)轉(zhuǎn)速或換大泵保證供排關(guān)系的井。通過互換優(yōu)化，保證油井供液能力與泵型匹配，保證合理負(fù)載率，控制合理能耗[6]。

5-341電泵井與12-281螺桿泵井互換后，平均單井產(chǎn)液增加16.5t/d，增油0.8t/d；系統(tǒng)效率提高4.04個(gè)百分點(diǎn)；噸液單耗下降6.9kWh，下降幅度達(dá)65.16%，日節(jié)電11kWh（表3）。

4 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

依據(jù)電泵井離心泵特性，保證揚(yáng)程與產(chǎn)量協(xié)調(diào)可以確保電泵井處于高效區(qū)運(yùn)行。通過對(duì)電泵井產(chǎn)能、下泵深度以及總揚(yáng)程進(jìn)行優(yōu)化，同時(shí)應(yīng)用變頻器，可以有效提高電泵井系統(tǒng)效率，降低單耗。

表3 電泵井與螺桿泵井優(yōu)化互換效果

電泵井液量回饋裝置可有效提高油井運(yùn)行時(shí)率，實(shí)施后減少欠載停機(jī)2.7次/a，百米噸液耗電下降了4%。

針對(duì)電泵井載荷與設(shè)備不匹配的問題，采取與螺桿泵等其他舉升方式轉(zhuǎn)換方式，可以有效發(fā)揮舉升設(shè)備潛力，確保在高效區(qū)間運(yùn)行，單井系統(tǒng)效率提高4.04個(gè)百分點(diǎn)。

[1]黃曉，石步乾，范喜群.電泵井優(yōu)化設(shè)計(jì)及工況診斷技術(shù)的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2000，23（6）：87-89.

[2]梅思杰，邵永師，劉軍.潛油電泵技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2004：111-112.

[3]王慧勛.潛油電泵的原理及使用[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994：71-73.

[4]張學(xué)斌，徐學(xué)軍，吳金花.潛油電泵井個(gè)性化設(shè)計(jì)探討[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，2005，24（5）：64-65.

[5]李振智，唐周懷，龔興云，等.變頻器在潛油電泵井上的應(yīng)用[J].鉆采工藝，2001，24（3）：45-47.

[6]張挺.潛油電泵井應(yīng)用節(jié)能新技術(shù)效果分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2014（16）：114-116.