喇嘛甸油田抽油機井節(jié)能方法研究與應用

艾洪參（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田自1973年開發(fā)建設以來，隨著開發(fā)周期的延長，抽油機井數(shù)逐年增加，設備老化嚴重，原油含蠟高、部分井產(chǎn)能低、高耗能產(chǎn)量比例大，抽油機井系統(tǒng)能耗逐步增高，企業(yè)的節(jié)能工作面臨諸多挑戰(zhàn)。節(jié)能降耗既是環(huán)保形勢發(fā)展的客觀需求，又是提高企業(yè)效益的根本出路，也是采油企業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然需求[1]。上述表明，喇嘛甸油田抽油機井系統(tǒng)節(jié)能壓力將越來越大。如果按照傳統(tǒng)工藝技術(shù)和管理方式，將嚴重制約企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，難以達到企業(yè)節(jié)能降耗的目標。因此，必須探索抽油機井節(jié)能管理的新思路、新方法、新技術(shù)，構(gòu)建新的抽油機井節(jié)能管理模式[2]。

1 節(jié)能管理模式

建立了以“提、管、優(yōu)、間、高、節(jié)”六字節(jié)能方針為主要內(nèi)容的立體抽油機井節(jié)能管理模式。通過強化“五抓”管理，重點從“建立體系、管理措施、技改措施、經(jīng)濟評價、培訓平臺”等方面入手，深入挖掘節(jié)能潛力，確保節(jié)能效果（圖1）。

2 節(jié)能方法

2.1 抓基礎，建立管理體系

建立由上至下的責任落實管理體系。按照責任與能力相匹配的原則逐級落實相關(guān)責任人，以各級目標執(zhí)行情況作為績效考核的依據(jù)，使責任層層量化、壓力層層傳遞，帶動各層級、各環(huán)節(jié)整體水平的提升，從而提高員工節(jié)能意識。

1）成立組織機構(gòu)，明確部門職責。成立以廠領(lǐng)導為組長，油田管理部、技術(shù)發(fā)展部、工程技術(shù)大隊及各采油礦、采油隊為成員的組織機構(gòu)。廠領(lǐng)導負責總體方案的審核及總體運行，工技大隊負責制定實施方案、效果評價，技術(shù)發(fā)展部負責組織總體協(xié)調(diào)，油田管理部負責施工組織運行，采油礦負責工作實施，采油隊負責能耗測試、數(shù)據(jù)上報。

2）召開節(jié)能例會，保障節(jié)能效果。建立月度、季度例會制度，使節(jié)能措施工作穩(wěn)步推進。月度、季度分析節(jié)能效果，總結(jié)好的做法，協(xié)調(diào)機構(gòu)負責協(xié)調(diào)解決存在的相關(guān)問題，促進節(jié)能降耗挖潛工作的順利開展。

3）加強業(yè)績考核，發(fā)揮激勵作用。將抽油機井節(jié)能指標分解并落實到礦、采油隊?？偨Y(jié)經(jīng)驗，制定一系列管理辦法，突出量化考核，做到隨時抽查，定期檢查，評比結(jié)果公開，獎懲分明，提高各基層單位節(jié)能工作的積極性。

2.2 抓節(jié)點，精益管理措施

針對抽油機井機采系統(tǒng)存在能耗高、效率低的問題，對抽油機井系統(tǒng)各節(jié)點的理論能耗狀況進行分析，以此作為切入點，加大節(jié)能項目實施力度，優(yōu)化節(jié)能降耗措施，推廣節(jié)能新技術(shù)，深入挖掘節(jié)能潛力。

圖1 立體抽油機井節(jié)能管理模式

1）提高泵效，合理匹配生產(chǎn)參數(shù)。加大低沉沒度井治理力度，搞好地面抽汲參數(shù)優(yōu)化調(diào)整。為進一步掌握抽油機井泵徑、沖程、沖速匹配對舉升系統(tǒng)運行狀態(tài)的影響，進行了抽油機井舉升系統(tǒng)參數(shù)合理匹配研究。

2）精益管理，合理優(yōu)化光桿盤根松緊。通過對盤根盒結(jié)構(gòu)和工作原理分析，盤根盒壓蓋松緊程度對耗電有一定的影響。為此，進行了盤根盒松緊度調(diào)整現(xiàn)場試驗，量化盤根盒松緊度的操作標準，從而提高抽油機井系統(tǒng)效率，實現(xiàn)精細節(jié)能降耗。

3）優(yōu)化配電系統(tǒng)，合理優(yōu)化配電組合。為提高配電系統(tǒng)適應性，優(yōu)選出經(jīng)濟效益最優(yōu)的配電系統(tǒng)[3]，達到節(jié)省投資、降低能耗、降低后期運行及維護成本的目的；開展了抽油機控制技術(shù)與電動機合理匹配關(guān)系試驗，合理優(yōu)化配電組合。

4）間歇采油，合理制定間抽周期。對供液不足現(xiàn)象嚴重的井加大間抽工作力度，節(jié)約和控制電量消耗，實施有計劃、有監(jiān)督、有考核的目標管理，確保產(chǎn)量穩(wěn)定、能耗下降。根據(jù)間抽制度制定了抽油機井間抽執(zhí)行標準，對于全廠實施的間抽井，在管理上加強檢查考核力度，形成檢查考核月報，確保間抽制度嚴格執(zhí)行。

2.3 抓創(chuàng)新，突出技術(shù)改造措施

對于低產(chǎn)高能耗問題突出的井，依據(jù)產(chǎn)液量分級，制定針對治理措施。同時，針對設備老化能耗高問題，加大節(jié)能設備應用力度，提高節(jié)能效果。

2.3.1 研究高效舉升技術(shù)

建立高效舉升工藝示范區(qū)。隨著抽油機井數(shù)增加，總耗電呈上升趨勢。對于油井產(chǎn)量低、原油物性差的井，原抽油機舉升方式節(jié)能空間有限，近年來探索應用無桿舉升工藝[4]。自2008年研究試驗電動潛油柱塞泵以來（圖2），經(jīng)過10年技術(shù)攻關(guān)，其主體技術(shù)逐漸成型，配套技術(shù)逐步完善，檢泵周期已達610天，運行工況逐年改善。近幾年有18口抽油機井應用了電動潛油柱塞泵。根據(jù)節(jié)能監(jiān)測中心的節(jié)能監(jiān)測報告顯示，與抽油機對比，節(jié)電率為42.9%，系統(tǒng)效率提高3.25%。

圖2 電動機潛油柱塞泵工藝

開展長沖程抽油機試驗。為探索高效舉升新途徑，通過調(diào)研論證，開展超長沖程采油技術(shù)試驗[5]。長沖程抽油機可在沖程50m、沖速10h-1以內(nèi)任意調(diào)節(jié)，通過控制柜設定，實現(xiàn)超長沖程、超低沖速柔性啟動間歇生產(chǎn)，同時減少桿管偏磨。

結(jié)合長沖程抽油機技術(shù)設備特點，編制并下發(fā)了《長沖程抽油機操作、保養(yǎng)、維護規(guī)程》及《長沖程抽油機資料錄取規(guī)定》，保證了試驗效果。試驗8口井，初測平均單井日耗電51.1kWh，與原抽油機舉升對比，泵效提高41.7%，系統(tǒng)效率提高3.0%，單井日節(jié)電78.9kWh，節(jié)電率60.7%（表1）。

表1 超長沖程采油試驗井試驗前后數(shù)據(jù)對比

2.3.2 研制節(jié)能設備

更換節(jié)能電動機。使用10年以上老化嚴重的電動機需逐年進行更換，以進一步降低機采能耗。通過更換節(jié)能電動機，功率因數(shù)提高0.28，平均單井日節(jié)電24.3kWh。

變頻調(diào)速控制。應用變頻調(diào)速控制配電箱替換老式配電箱，變頻調(diào)速控制技術(shù)同時具有變速控制、恒速控制及跟蹤負載功能。變速控制能夠在一個抽汲周期中實現(xiàn)上沖程速度快、下沖程速度慢的功能。上行速度加快，縮短上行程時間，減少漏失量，提高泵的充滿效果，達到提高泵效目的。下行速度降低，延長下行程時間，減緩桿、管沖擊及緩解管桿偏磨，延長檢泵周期。該配電箱能夠解決抽汲參數(shù)已調(diào)至最小的油井舉升參數(shù)匹配問題。因此，通過應用伺服控制配電箱及多功能調(diào)速裝置，沖速由5min-1降低到3min-1，電動機功率因數(shù)可提高0.2以上。

2.4 抓結(jié)果，注重經(jīng)濟評價

在節(jié)能挖潛增效過程中，堅持效益分析這一前提，始終遵循“沒有效益的節(jié)能措施一個也不上”的原則，形成一套評價方法。措施前進行經(jīng)濟評價，措施后進行效益分析，無效益的措施立即叫停，取得效益的措施繼續(xù)推廣，明確最優(yōu)挖潛方法，保證節(jié)能挖潛措施落到實處。

節(jié)能措施分兩類：無需資金投入的管理措施，通過優(yōu)化制度，加強管理，實現(xiàn)節(jié)能挖潛增效的目的，該類措施主要評價方法就是看指標，看效果；需要資金投入的技術(shù)措施，通過技術(shù)改造，應用新工藝、新技術(shù)，這類措施主要應用投資回收期、盈虧平衡法及投入產(chǎn)出比等方法。

2.5 抓培訓，搭建分享平臺

1）采取靈活有效培訓方式，提高員工業(yè)務技能。創(chuàng)新培訓方式，搭建分享式培訓平臺。培訓形式也由室內(nèi)擴展到生產(chǎn)現(xiàn)場，確保培訓內(nèi)容與員工專業(yè)特長緊密結(jié)合，為員工提供了一個資源整合、智慧分享、交流展示和文化提升的平臺。搭建采油工程模擬演示培訓平臺。實現(xiàn)從書本到實物，從抽象到具體，增強了員工對節(jié)能工藝的感性認識，提高了培訓效果。

2）加強日常培訓工作，提升員工整體素質(zhì)。以“需求為導向，學員為中心，技能為本位”的方針，本著“走出去”、“請進來”的原則，選送業(yè)務骨干參加節(jié)能培訓班進修學習，聘請廠內(nèi)培訓師傳授高效舉升工藝技術(shù)、節(jié)能技術(shù)等相關(guān)知識，外聘技術(shù)專家傳授特種配電箱操作、能耗測試儀使用等相關(guān)知識。

3 節(jié)能效果

1）員工節(jié)能意識顯著增強。

2）節(jié)能管理水平穩(wěn)步提升。

3）通過構(gòu)建立體抽油機井節(jié)能管理模式，抽油機井耗電量明顯下降。

4）經(jīng)濟效益顯著提高。2年來共實施管理措施及技改措施12193井次，累計節(jié)電7638.5×104kWh，節(jié)省電費5298.5萬元。

4 結(jié)束語

在抽油機井節(jié)能管理上綜合考慮生產(chǎn)、技術(shù)、管理等因素，統(tǒng)籌規(guī)劃、全面布局，細化節(jié)能措施，積極探索節(jié)能新途徑，建立了以“提、管、優(yōu)、間、高、節(jié)”六字節(jié)能方針為主要內(nèi)容的立體抽油機井系統(tǒng)節(jié)能管理模式，并采取了具體的節(jié)能降耗措施，為喇嘛甸油田高效開發(fā)做出了積極的貢獻。