抽油機(jī)井能耗定額的合理制定

王群（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 簡(jiǎn)述

抽油機(jī)井噸液百米耗電量是指原油開采過(guò)程中把一噸液量從地下提升一百米所消耗的電能[1]。噸液百米耗電量能夠綜合反應(yīng)抽油機(jī)井的用電和生產(chǎn)情況[2]，因此，選擇噸液百米耗電量作為抽油機(jī)井的定額指標(biāo)，能夠?yàn)槌橛蜋C(jī)井節(jié)能管理提供綜合性指標(biāo)[3]，并提高抽油機(jī)井沉沒度治理工作的質(zhì)量。噸液百米提升高度有功耗電量可由下式求得：

式中：W——噸液百米提升高度有功耗電量，kWh/（102m·t）；

P1——輸入功率，kW；

Q——油井產(chǎn)液量，t/d；

Hd——油井動(dòng)液面深度，m。

2 2016—2018年能耗指標(biāo)分析

統(tǒng)計(jì)某廠2016—2018年10型抽油機(jī)井的噸液百米耗電量及相應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)，3年的噸液百米耗電量無(wú)明顯的變化趨勢(shì)，所以取3年的平均值作為能耗定額指標(biāo)（圖1）。

3 不同動(dòng)液面區(qū)間、不同產(chǎn)液量對(duì)應(yīng)的定額趨勢(shì)分析

圖1 2016—2018年10型抽油機(jī)井能耗趨勢(shì)線

表1 水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)噸液百米耗電量

影響噸液百米耗電量的參數(shù)有產(chǎn)液量、動(dòng)液面、有功功率[4]。對(duì)于1口注采條件不變的抽油機(jī)井，產(chǎn)液量和動(dòng)液面存在著相互影響的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以，對(duì)抽油機(jī)井的噸液百米耗電量影響較大的參數(shù)為產(chǎn)液量、動(dòng)液面[5]。為了研究不同動(dòng)液面、產(chǎn)液量條件下噸液百米耗電量的變化規(guī)律，將10型機(jī)總計(jì)12 278口井的能耗測(cè)試數(shù)據(jù)分0～300、300～600、600～900 m三個(gè)動(dòng)液面區(qū)間，繪制不同產(chǎn)液量對(duì)應(yīng)的噸液百米耗電量曲線（圖2～圖4）。

圖2 0～300 m動(dòng)液面噸液百米耗電量曲線

由圖2可知，隨著產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電量呈下降趨勢(shì)。根據(jù)噸液百米耗電量的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電量與產(chǎn)液量的公式，如圖2所示。

由圖3可知，隨著產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電量呈下降趨勢(shì)。根據(jù)噸液百米耗電量的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電量與產(chǎn)液量的公式，如圖3所示。

圖3 300～600 m動(dòng)液面噸液百米耗電量曲線

由圖4可知，隨著產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電量呈下降趨勢(shì)。根據(jù)噸液百米耗電量的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電量與產(chǎn)液量的公式，如圖4所示。

表2 水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)分機(jī)型噸液百米耗電量

表3 抽油機(jī)井能耗定額

圖4 600～900 m動(dòng)液面噸液百米耗電量曲線

4 定額修正及分析

為了修正曲線擬合過(guò)程中存在的誤差，更準(zhǔn)確地制定水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)井的能耗定額，將10型抽油機(jī)井的測(cè)試數(shù)據(jù)分類篩選，得出不同驅(qū)替狀態(tài)下的噸液百米耗電量，將其與公式計(jì)算值比對(duì)，最終給出水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)狀態(tài)下對(duì)應(yīng)的修正系數(shù)（表1）。

統(tǒng)計(jì)2016—2018年單井的能耗測(cè)試數(shù)據(jù)，給出不同機(jī)型水驅(qū)、聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)狀態(tài)下不同機(jī)型的噸液百米耗電量，將其與公式法進(jìn)行對(duì)比，最終得出平均誤差率10.10%（表2）。

5 公式法的具體應(yīng)用

5.1 單井計(jì)算

A井驅(qū)替方式，三元復(fù)合驅(qū)；機(jī)型，CYJY10-4.2-53HB；泵徑，70 mm；產(chǎn)液量，38.03 t/d；動(dòng)液面，504.69 m；有功功率，9.819 k W；該井的噸液百米耗電量為1.23 kWh。

采用公式法計(jì)算，該井動(dòng)液面為504.69 m，在300～600 m之間，所以選擇y=-0.028 8 x+2.705 4公式計(jì)算，驅(qū)替方式為三元復(fù)合驅(qū)。若修正系數(shù)為0.7，該井的能耗定額為1.13 kWh。

5.2 能耗定額

根據(jù)某廠目前主要采用的機(jī)、泵匹配方案，并結(jié)合上述公式法，在理想狀態(tài)下給出不同動(dòng)液面區(qū)間的定額值（表3）。

6 結(jié)論及認(rèn)識(shí)

1）抽油機(jī)井能耗定額計(jì)算需要根據(jù)單井的動(dòng)液面區(qū)間選擇公式，然后通過(guò)單井產(chǎn)液量和修正系數(shù)計(jì)算得出：動(dòng)液面為0～300 m，y=-0.042 6 x+4.398 1；動(dòng)液面為300～600 m，y=-0.028 8 x+2.705 4；動(dòng)液面為600～900 m，y=-0.022 2 x+2.080 4；水驅(qū)修正系數(shù)為0.65，聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)修正系數(shù)為0.7。

2）定額計(jì)算方法的研究能有效降低人為篩選指標(biāo)的工作量，提高指標(biāo)準(zhǔn)確性，提高抽油機(jī)井節(jié)能管理水平。

3）公式法制定的抽油機(jī)井能耗定額還存在一定的誤差，需要進(jìn)一步將抽油機(jī)井細(xì)分，提高擬合的準(zhǔn)確性，擬合結(jié)果需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證、修正，從而進(jìn)一步提高其實(shí)用性。