優(yōu)化機(jī)采效率降低消耗

文/張樹起

1 單位生產(chǎn)概況

大港油田作業(yè)三區(qū)是一個(gè)有著近四十年開發(fā)歷史的老區(qū)，油田開發(fā)已進(jìn)入高含水、相對(duì)低效的中后期開發(fā)階段，投入與產(chǎn)出的矛盾日趨突出出來。目前共有油井479口，正常開井369口，日產(chǎn)油2129t/d。其中抽油機(jī)井297口，占全區(qū)開井?dāng)?shù)的91.8%，日產(chǎn)油1856t/d，占全區(qū)產(chǎn)量的87.1%。故有桿泵舉升工藝在我區(qū)生產(chǎn)中占有重要地位。

2002年4-6月對(duì)該區(qū)正常生產(chǎn)的185口抽油井逐一進(jìn)行了測(cè)試和計(jì)算評(píng)估。首先對(duì)全區(qū)所有抽油井進(jìn)行電功率、動(dòng)液面、沖程、沖次及皮帶輪徑等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，收集各井生產(chǎn)參數(shù)（產(chǎn)液量、含水率、油壓、套壓）、井下管柱、桿柱結(jié)構(gòu)、泵型、地面抽油機(jī)機(jī)型、電機(jī)機(jī)型等設(shè)備參數(shù)及井斜參數(shù)，并將各井的高壓物性參數(shù)進(jìn)行收集、補(bǔ)充及處理，建立單井?dāng)?shù)據(jù)檔案，在此基礎(chǔ)上對(duì)每口井的機(jī)采系統(tǒng)效率進(jìn)行了計(jì)算。

經(jīng)測(cè)算，該區(qū)抽油井平均單井消耗功率（P?）為6.84KW，平均單井年耗電量5.99萬KWh，平均單井年耗電費(fèi)近3萬元，平均機(jī)采系統(tǒng)效率只有23.9%。而根據(jù)1997年總公司統(tǒng)計(jì)結(jié)果，我國(guó)陸上油田抽油機(jī)井的平均機(jī)采系統(tǒng)效率為26.7%。由此可見，作業(yè)三區(qū)抽油機(jī)井存在著單井年耗電量高，系統(tǒng)效率較低的問題，提高抽油井的機(jī)采系統(tǒng)效率對(duì)于節(jié)能降耗、降低生產(chǎn)成本有著重要意義。

2 提高機(jī)采效率的措施

為了能盡快提高該區(qū)的抽油井的機(jī)采系統(tǒng)效率，我們首先在該區(qū)的港西油田進(jìn)行先導(dǎo)性試驗(yàn)。結(jié)合抽油井檢泵，在保持油井的產(chǎn)液量相對(duì)穩(wěn)定的前提下，以損失功率最低或能耗最低為原則的機(jī)采參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，達(dá)到提高機(jī)采系統(tǒng)效率，節(jié)能降耗的目的。在試驗(yàn)取得成功的基礎(chǔ)上，在全區(qū)全面推廣應(yīng)用。截止目前，共實(shí)施提高機(jī)采系統(tǒng)效率井82口，通過實(shí)施對(duì)比，各項(xiàng)指標(biāo)均有了明顯的改善，取得了明顯的成效。見表1。

表1：優(yōu)化機(jī)采工藝參數(shù)對(duì)比表

2.1 節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)低成本開發(fā)戰(zhàn)略

據(jù)測(cè)定，優(yōu)化實(shí)施的機(jī)采系統(tǒng)井，機(jī)采系統(tǒng)效率由優(yōu)化前的16.5%提高到33.6%，平均單井機(jī)采系統(tǒng)效率提高了17.1%，平均單井年節(jié)電量1.8萬KWh，單井年節(jié)電費(fèi)0.9萬元。該區(qū)現(xiàn)有抽油井330口，系統(tǒng)效率按提高13%計(jì)算，則年可節(jié)約電量594萬KWh，節(jié)約電費(fèi)297萬元，為企業(yè)開辟了一條節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)低成本開發(fā)的新思路。以西43-5-2井為例：

2.2 油井的檢泵周期明顯延長(zhǎng)

（1）從系統(tǒng)優(yōu)化原理和實(shí)際優(yōu)化情況看到，優(yōu)化后油井的沖次平均由6.7次/分降到3.5次/分。由于優(yōu)化后沖次大幅度降低，可使泵桿在單位時(shí)間的抽汲磨損和疲勞的次數(shù)大大降低，減少抽油機(jī)的交變載荷。若沖次由6次降到3次，則抽油桿每年減少150萬次的沖擊。目前我區(qū)使用的D級(jí)抽油桿，實(shí)際的交變載荷，抽油桿的疲勞極限在1--2×107次之間，若沖次為6次，推算使用年限在4-8年之間，若沖次調(diào)為3次，泵桿使用年限可延長(zhǎng)至10年以上，延長(zhǎng)了泵桿的使用壽命 。

（2）采用低沖次抽油，可大大緩解油層出砂，延長(zhǎng)出砂井的檢泵周期。如優(yōu)化實(shí)施的第一口井西8-4-2井，優(yōu)化前的檢泵周期僅為64天，而優(yōu)化后檢泵周期延長(zhǎng)至215天。如歧422井，優(yōu)化前的檢泵周期僅為49天，而優(yōu)化后檢泵周期延長(zhǎng)至187天。優(yōu)化機(jī)采系統(tǒng)參數(shù)，不僅大大延長(zhǎng)了油井的檢泵周期，同時(shí)又為油藏合理開發(fā)提供了工藝保障。

2001年共發(fā)生停產(chǎn)井294井次，其中因出砂造成的停產(chǎn)井127井次，占總停產(chǎn)井次的43.1%，抽油桿斷脫62井次，占總停產(chǎn)井次的24%。出砂和桿斷脫是目前我區(qū)油井停產(chǎn)的主要原因。若對(duì)全區(qū)330抽油井全部進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，平均檢泵周期延長(zhǎng)2個(gè)月，則每年可減少停產(chǎn)井20井次，節(jié)約修井作業(yè)費(fèi)100萬元。

2.3 機(jī)、桿、泵呈良性工作，減少地面修保工作量

根據(jù)優(yōu)化前后的示功圖來看，優(yōu)化后的示功圖與優(yōu)化前的示功圖發(fā)生了很大的變化。。這充分說明優(yōu)化設(shè)計(jì)后的機(jī)、桿、泵組合是非常合理的，抽油泵在每一個(gè)沖程中的工作呈良好狀態(tài)，從而延長(zhǎng)抽油泵的使用壽命。通過用大泵徑、小工作制度代替小泵徑、大工作制度，延長(zhǎng)了桿、管的使用壽命，降低了能量損耗，從而減輕電機(jī)及抽油機(jī)的修保工作量。

3 結(jié)論

（1）對(duì)于高含水、低滲透、出砂多的老油田和開發(fā)區(qū)塊，降低生產(chǎn)系統(tǒng)能耗是以提高機(jī)采系統(tǒng)效率為前提的，也是油田中后期開發(fā)降低采油成本、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在,該項(xiàng)技術(shù)具有廣泛的適用性和應(yīng)用前景。

（2）此項(xiàng)技術(shù)受地層能量、動(dòng)液面深度、地面設(shè)備、運(yùn)行參數(shù)等條件的制約，在個(gè)別單井的應(yīng)用效果不慎理想，還有待于各種節(jié)能新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝的應(yīng)用與能源管理機(jī)制的配合，這些都是我們今后要深入研究的課題。