調(diào)小參數(shù)對抽油機(jī)井產(chǎn)量和能耗的影響

韓輝（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

隨著油田開發(fā)的進(jìn)一步深入，油井沉沒度一直下降，供液不足井和氣影響井逐年增多，調(diào)小參數(shù)工作量逐年上升。抽油機(jī)井調(diào)小參數(shù)主要分為調(diào)小沖程和調(diào)小沖速，調(diào)小參數(shù)后抽油機(jī)井產(chǎn)量和能耗如何變化，一般只做定性的分析，通常認(rèn)為調(diào)小參數(shù)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量下降，能耗降低[1]，但具體的影響程度未經(jīng)試驗(yàn)確定。通過對全廠調(diào)小參數(shù)效果的統(tǒng)計(jì)、分析與試驗(yàn)，定量分析了調(diào)小參數(shù)對抽油機(jī)井產(chǎn)量和能耗的影響。

1 調(diào)小參數(shù)對抽油機(jī)井產(chǎn)量影響

2017年10—12月共實(shí)施調(diào)小參數(shù)井197口，調(diào)參前平均單井日產(chǎn)液15.3 t，日產(chǎn)油1.8 t，沉沒度145.4 m，調(diào)參后日產(chǎn)液下降1.6 t，日產(chǎn)油下降0.1 t，沉沒度恢復(fù)65.4 m（表1）。從統(tǒng)計(jì)的調(diào)參效果來看，產(chǎn)液量下降較多，產(chǎn)油量基本不變。

對197口調(diào)小參數(shù)井進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，調(diào)小參數(shù)后日產(chǎn)液下降井131口，占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)66.49%，占比較大；調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升大于50 m的井只有59口（考慮測試誤差50 m），占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的29.94%，占比較?。ū?）。

表1 2017年10—12月調(diào)小參數(shù)井效果統(tǒng)計(jì)

表2 調(diào)小參數(shù)后日產(chǎn)液、日產(chǎn)油和沉沒度變化情況統(tǒng)計(jì)

根據(jù)達(dá)西定律，調(diào)小參數(shù)后若沉沒度上升，井底壓力回升，全井的生產(chǎn)壓差越來越小，必然導(dǎo)致產(chǎn)量下降。由表2可知，調(diào)小參數(shù)后日產(chǎn)液下降和沉沒度上升井?dāng)?shù)矛盾，由于沉沒度是測試數(shù)據(jù)，日產(chǎn)液是人為選值，通過沉沒度變化初步判斷，調(diào)小參數(shù)對產(chǎn)量影響較小[2]。

調(diào)小參數(shù)功圖可分供液不足、氣影響和正常三種情況，其中調(diào)小參數(shù)前功圖為供液不足井21口、氣影響井111口、正常井65口。

21口供液不足井調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升大于50 m的只有1口，調(diào)參后沉沒度整體保持穩(wěn)定，但調(diào)小參數(shù)后7口井報(bào)表日產(chǎn)液下降比例大，共下降4.83 t；從量油結(jié)果看，該部分井日產(chǎn)液上升8.3 t，報(bào)表比量油多下降13.13 t。通過以上分析發(fā)現(xiàn)，供液不足井調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升較少，產(chǎn)量下降原因主要是報(bào)表選值問題；因此，供液不足井調(diào)小參數(shù)后對產(chǎn)量基本無影響（表3）。

111口氣影響井調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升大于50 m井共25口，占比22.52%，調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升的井?dāng)?shù)較少。日產(chǎn)液下降大于1 t井共29口，其中沉沒度上升井14口，沉沒度穩(wěn)定或下降井15口，15口井報(bào)表日產(chǎn)液量下降64 t；從量油結(jié)果來看，該部分井日產(chǎn)液下降42.7 t，報(bào)表比量油多下降21.3 t；因此，氣影響井調(diào)小參數(shù)后對產(chǎn)量影響較小，并沒有報(bào)表反映多（表4）。

65口功圖正常井調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升大于50 m共33口，占比超過50%，沉沒度上升較多。日產(chǎn)液下降超過1 t井共36口，其中沉沒度上升23口，下降或穩(wěn)定13口，13口井報(bào)表日產(chǎn)液量下降48 t，量油結(jié)果下降55.6 t，報(bào)表和量油結(jié)果基本一致；因此，功圖正常井調(diào)小參數(shù)后對產(chǎn)量影響較大（表5）。

2 調(diào)小參數(shù)對抽油機(jī)井能耗影響

沖程和沖速的變化影響著抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷變化的幅度和頻率，對抽油機(jī)井能耗有較大影響，抽油機(jī)懸點(diǎn)最大和最小載荷計(jì)算公式[3]如下：

式中：Pmax——抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷，kN；

Pmin——抽油機(jī)懸點(diǎn)最小載荷，kN；

P液柱——液柱載荷，kN；

P桿柱——桿柱載荷，kN；

S——抽油機(jī)沖程，m；

n——抽油機(jī)沖速，min-1。

從公式（1）、（2）可以看出，在其他數(shù)據(jù)項(xiàng)一定情況下，隨著沖程和沖速的減小，抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷逐漸降低，最小載荷逐漸上升；因此，調(diào)小參數(shù)可以降低抽油機(jī)井能耗。

表3 供液不足井調(diào)小參數(shù)效果分析單井表

表4 氣影響井調(diào)小參數(shù)效果分析單井表

表5 正常井調(diào)小參數(shù)效果分析單井表

由于抽油機(jī)最大和最小載荷與沖速的平方成正比，與沖程成正比，因此，從節(jié)能角度考慮，調(diào)小沖速節(jié)能效果優(yōu)于調(diào)小沖程。但結(jié)合“長沖程、低沖速”的機(jī)采參數(shù)調(diào)整原則，在機(jī)采節(jié)能管理中，應(yīng)采取調(diào)小沖速的方法降低抽油機(jī)井能耗[4-5]。

現(xiàn)場通過變頻控制柜調(diào)整抽油機(jī)沖速（沖程不變），利用CDY-1A型綜合測試儀測量油井能耗，利用GEOSTAR-111EDH型油井功圖測試儀測試油井產(chǎn)液量，計(jì)算噸液單耗，分析不同沖速對油井D1的能耗影響。

隨著沖速下降，D1井日耗電不斷下降，噸液單耗隨之下降；當(dāng)沖速下降到一定程度后日產(chǎn)液大幅下降，導(dǎo)致噸液單耗上升。D1井在沖速由5 min-1下降到1 min-1后，日耗電由93.53 kWh下降到42.22 kWh，但由于日產(chǎn)液下降幅度大于日耗電下降幅度，導(dǎo)致D1井噸液單耗上升到29.94 kWh。試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明，適當(dāng)調(diào)小沖速可降低抽油機(jī)井日耗電和噸液單耗，但調(diào)整幅度過大后會(huì)導(dǎo)致噸液單耗上升，此時(shí)調(diào)小沖速已不節(jié)能[6]。

3 結(jié)論與建議

1）調(diào)小參數(shù)對抽油機(jī)井產(chǎn)量有一定影響，但由于調(diào)小參數(shù)前功圖類型不同，對產(chǎn)量影響程度不同。

2）供液不足井調(diào)小參數(shù)后沉沒度上升較少，對產(chǎn)量基本無影響；氣影響井調(diào)小參數(shù)后大部分井沉沒度上升較少，對產(chǎn)量影響較小；功圖正常井調(diào)小參數(shù)后大部分井沉沒度上升較多，對產(chǎn)量影響最大。因此，調(diào)小參數(shù)時(shí)，首先調(diào)整供液不足井，其次是氣影響井，功圖正常井可暫時(shí)不做調(diào)整。

3）調(diào)小參數(shù)可降低抽油機(jī)井能耗，且調(diào)小沖速節(jié)能效果優(yōu)于調(diào)小沖程，但結(jié)合“長沖程、低沖速”的機(jī)采參數(shù)調(diào)整原則，在實(shí)施機(jī)采節(jié)能管理措施時(shí)應(yīng)盡量調(diào)小沖速。

4）適當(dāng)調(diào)小沖速可降低抽油機(jī)井能耗，但調(diào)整幅度過大易導(dǎo)致噸液單耗上升，需要摸索確定單井合理沖速，以保證節(jié)能效果。