基于最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率的抽油機(jī)井系統(tǒng)效率水平的評(píng)價(jià)方法

刁海勝 莊號(hào) 羅玲燕 謝敏 陳偉 師玉

摘要： 以波動(dòng)方程為基礎(chǔ)建立抽油桿柱的縱向振動(dòng)模型，并考慮抽油機(jī)的機(jī)械特性與抽油泵充滿程度的影響建立了抽油系統(tǒng)系統(tǒng)效率的仿真模型；在抽油系統(tǒng)系統(tǒng)效率仿真模型的基礎(chǔ)上綜合考慮設(shè)備承載能力、油井產(chǎn)能協(xié)調(diào)、產(chǎn)液量等約束條件，以系統(tǒng)效率最高為目標(biāo)函數(shù)，建立抽油系統(tǒng)的優(yōu)化模型，提出抽油系統(tǒng)最高系統(tǒng)效率的計(jì)算方法。將抽油機(jī)井系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)與抽油系統(tǒng)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證了文中所提仿真模型的精度；通過實(shí)測系統(tǒng)效率與最高系統(tǒng)效率的對(duì)比提出了最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率，并以此指標(biāo)評(píng)價(jià)油井系統(tǒng)效率的提高潛力。

Abstract： The longitudinal vibration model of sucker rod string was established based on wave equation. And considering the influence of mechanical characteristics of pumping unit and the fullness degree of oil pump， the simulation model of system efficiency of pumping system was built. Based on the system efficiency simulation model of pumping system， taking into account the constraints of equipment carrying capacity， oil well productivity coordination and liquid production， the optimization model of pumping system is established based on the objective function of the highest efficiency of the system. Then the calculation method of the maximum system efficiency of the pumping system is proposed. The accuracy of the simulation model proposed in this paper was verified by comparing the field measured data of the pumping well system with the simulation data of the pumping system. Maximum system efficiency realization rate was presented by the comparison between the measured system efficiency and the maximum system efficiency， and the improving potential of the oil well system is evaluated by this rate.

關(guān)鍵詞： 抽油機(jī)井；系統(tǒng)效率極值；實(shí)現(xiàn)率；系統(tǒng)效率水平；評(píng)價(jià)方法

Key words： pumping well；maximum system efficiency；realization rate；system efficiency level；evaluation method

中圖分類號(hào)：TE355.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）10-0237-03

0 引言

抽油機(jī)井采油是我國油田最主要的人工舉升方式。抽油機(jī)井?dāng)?shù)量多、能耗大，能耗費(fèi)用已經(jīng)成為影響抽油機(jī)井運(yùn)行費(fèi)用的主要因素。降低抽油機(jī)井能耗對(duì)于降低油田采油成本、提高油田開發(fā)效益具有重要的實(shí)際意義。目前，廣泛應(yīng)用系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)抽油機(jī)井能耗水平與節(jié)能潛力[1]。由于抽油機(jī)井系統(tǒng)效率不僅與油井運(yùn)行參數(shù)及運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，而且與油藏參數(shù)、抽油設(shè)備技術(shù)水平也有關(guān)[2]。因此，對(duì)于不同油田，由于油藏參數(shù)差別較大，用系統(tǒng)效率絕對(duì)水平的高低來評(píng)價(jià)系統(tǒng)效率水平是不科學(xué)的。即使相同油田區(qū)塊，由于不同油井之間的油井產(chǎn)能、井眼結(jié)構(gòu)也存在較大差別，系統(tǒng)效率的絕對(duì)水平也無法科學(xué)評(píng)價(jià)該井的節(jié)能潛力。為此本文建立了基于最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率的抽油機(jī)井系統(tǒng)效率水平評(píng)價(jià)方法，即基于仿真優(yōu)化方法求出該井最高系統(tǒng)效率，根據(jù)實(shí)測系統(tǒng)效率計(jì)算最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率，并由最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率的高低評(píng)價(jià)該井節(jié)能潛力。

4 模型驗(yàn)證與實(shí)際應(yīng)用

表1對(duì)比列出這10口抽油機(jī)井懸點(diǎn)最大載荷、油井產(chǎn)液量、系統(tǒng)效率仿真結(jié)果與測試結(jié)果，系統(tǒng)效率的仿真誤差率均小于15%，說明該仿真模型具有較高的仿真精度。表2列出了這10口油井實(shí)測系統(tǒng)效率、最高系統(tǒng)效率以及最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率。對(duì)比表中結(jié)果可見，最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率的最大值為86.63%、最小值為52.71%，平均值為68.39%，顯然這10口抽油機(jī)井尚具有較大的節(jié)能潛力。

5 結(jié)論

①本文所建立的抽油系統(tǒng)系統(tǒng)效率仿真模型仿真精度較高，根據(jù)文中10組算例結(jié)果可知其仿真誤差率在5%以內(nèi)。②從文中10組算例可知應(yīng)用本文所給出的抽油系統(tǒng)系統(tǒng)效率優(yōu)化模型可將其平均系統(tǒng)效率調(diào)高12.51個(gè)百分點(diǎn)，說明該仿真模型對(duì)抽油機(jī)井的生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化可以降低油田生產(chǎn)所需能耗，提高抽油系統(tǒng)的效率。該仿真模型對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)具有較大意義。③由文中數(shù)據(jù)可知，本文所提出的最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率可以明確反應(yīng)油井系統(tǒng)效率的提高潛力，實(shí)現(xiàn)率越低油井系統(tǒng)效率的提高潛力越高。因此在油田實(shí)際生產(chǎn)過程中可以將最高系統(tǒng)效率實(shí)現(xiàn)率作為油田管理的一個(gè)指標(biāo)，以指導(dǎo)油井生產(chǎn)。

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