低滲透油田抽油機(jī)井系統(tǒng)效率影響因素分析

摘要：提高機(jī)采系統(tǒng)效率，降低機(jī)采系統(tǒng)能耗，是低滲透油田降本增效的一個(gè)重要途徑。本文通過對(duì)低滲透油田30口抽油機(jī)井機(jī)采系統(tǒng)五年跟蹤監(jiān)測(cè)，分析影響低滲透油田機(jī)采系統(tǒng)效率影響因素，主要是油井產(chǎn)液量、油井沉沒度;認(rèn)為通過技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能可以有效提高機(jī)采系統(tǒng)效率。

關(guān)鍵詞：機(jī)采系統(tǒng);跟蹤監(jiān)測(cè);油井沉沒度

1 30口機(jī)采系統(tǒng)跟蹤測(cè)試結(jié)果

為全面分析低滲透油田機(jī)采井系統(tǒng)效率影響因素，選擇了30口抽油機(jī)井開展節(jié)能監(jiān)測(cè)，并連續(xù)五年跟蹤監(jiān)測(cè)。30臺(tái)抽油機(jī)為異相型抽油機(jī)和常規(guī)型抽油機(jī)，平衡方式為曲柄平衡和游梁平衡，配套電動(dòng)機(jī)主要為12級(jí)和8級(jí)永磁電機(jī)，抽油泵泵徑為44mm、38mm和32mm。五年跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果如下：

由表1、表2可見，30口井機(jī)采井近五年來系統(tǒng)效率一直維持在26%～29%之間，功率因數(shù)一直維持在0.7～0.8之間，保持較高水平。

2 機(jī)采系統(tǒng)主要影響因素分析

根據(jù)GB/T 33653-2017《油田生產(chǎn)系統(tǒng)能耗測(cè)試和計(jì)算方法》，整理出機(jī)采系統(tǒng)效率計(jì)算公式：

由公式（1）可以看出，影響機(jī)采系統(tǒng)效率的因素有油井產(chǎn)液量、油井沉沒度、液體密度、油井油壓、油井套壓、輸入功率等，在實(shí)際生產(chǎn)中，液體密度、油壓、套壓較穩(wěn)定，變化較小，影響機(jī)采系統(tǒng)效率的主要因素是油井產(chǎn)液量、沉沒度和輸入功率。

（1）油井產(chǎn)液量的影響

從公式（1）可以看出，機(jī)采系統(tǒng)效率隨油井產(chǎn)液量變化而發(fā)生變化。有資料表明，油井系統(tǒng)效率隨產(chǎn)液量增加呈線性上升。結(jié)合油井跟蹤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，當(dāng)油井產(chǎn)液量增加時(shí)，雖然輸入功率增加，但輸出功率也增加，系統(tǒng)效率仍然增加;同樣當(dāng)油井產(chǎn)液量下降時(shí)，雖然輸入功率減少，但輸出功率也下降，系統(tǒng)效率仍然下降。

P65-123井生產(chǎn)參數(shù)保持穩(wěn)定，沖程1.2m，沖次4分鐘/次，泵徑32mm，從表3可以看出，P65-123井系統(tǒng)效率隨油井產(chǎn)量下降而下降。

（2）油井沉沒度的影響

從公式（1）可以看出，油井沉沒度小，有效揚(yáng)程高，系統(tǒng)效率隨有效揚(yáng)程增加而增加，但沉沒度過低，則泵吸入壓力過小，泵吸入液量減少，輸出功率減少，系統(tǒng)效率下降;同時(shí)沉沒度過高，有效揚(yáng)程過低，泵的吸入液量不會(huì)繼續(xù)增加，輸出功率減少，過高的沉沒度也會(huì)造成抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷增加，輸入功率增加，機(jī)采系統(tǒng)效率下降。多口井的跟蹤監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)均反映出了沉沒度變化和系統(tǒng)效率變化的明顯關(guān)系（表4、表5、表6），因此，油井保持合理的沉沒度，是機(jī)采系統(tǒng)效率處于較高水平的關(guān)鍵。有資料表明，沉沒度在100m～500m范圍是較合理范圍。

P43-811、P45-82、P76-114井生產(chǎn)參數(shù)均保持不變。P43-811井沉沒度從50米增加到416米，雖然有效揚(yáng)程降低，但產(chǎn)液量大幅增加，輸入功率和輸出功率變化較小，系統(tǒng)效率保持穩(wěn)定;當(dāng)沉沒度繼續(xù)增加到631米時(shí)，有效揚(yáng)程降低，油井產(chǎn)液量未明顯增加，輸出功率下降，系統(tǒng)效率下降。P45-82井沉沒度變化較小時(shí)，系統(tǒng)效率隨產(chǎn)液量變化，當(dāng)沉沒度從883米減少到204米時(shí)，有效揚(yáng)程增加，輸出功率明顯增加，系統(tǒng)效率上升。

（3）電動(dòng)機(jī)輸入功率的影響

從公式（1）可以看出，當(dāng)油井輸出功率不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸入功率增加，系統(tǒng)效率會(huì)下降，當(dāng)電動(dòng)機(jī)輸入功率減少，系統(tǒng)效率會(huì)上升。

電動(dòng)機(jī)輸入功率受地面因素和井下因素等方面影響。電動(dòng)機(jī)、皮帶、減速箱、四連桿等影響地面因素，盤根盒、油管、抽油桿、抽油泵影響井下因素，油井產(chǎn)液量、沉沒度均會(huì)影響電動(dòng)機(jī)輸入功率。

跟蹤監(jiān)測(cè)的30臺(tái)抽油機(jī)井平衡度合格率保持在50%以上，配套電動(dòng)機(jī)均是高效永磁同步電機(jī)，平均電機(jī)功率利用率在18%～20%之間，皮帶松緊合適，減速箱潤滑良好，盤根盒松緊適中，抽油桿柱組合合理，井下油管、抽油泵無漏失，對(duì)電動(dòng)機(jī)輸入功率影響較小。

3 機(jī)采系統(tǒng)采取的主要節(jié)能措施

機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能措施主要有技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能。

（1）技術(shù)節(jié)能

低滲透油田在提高機(jī)采系統(tǒng)效率方面，推廣應(yīng)用高效永磁同步電機(jī)，推廣應(yīng)用節(jié)能抽油機(jī)（如彎游梁抽油機(jī)），對(duì)抽油機(jī)節(jié)能改造（如部分抽油機(jī)裝尾平衡），推廣應(yīng)用變頻控制技術(shù)，推廣應(yīng)用節(jié)能降速裝置等。

（2）管理節(jié)能

油井生產(chǎn)是動(dòng)態(tài)變化的過程，除了加強(qiáng)抽油設(shè)備日常維護(hù)管理，使機(jī)采系統(tǒng)地面部分處于良好狀態(tài)運(yùn)行，對(duì)油井生產(chǎn)參數(shù)的管理也是重中之重，跟蹤監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，對(duì)提高機(jī)采效率，降低機(jī)采能耗有重要作用。

從表6可以看出，管理人員根據(jù)油水井生產(chǎn)變化情況，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，調(diào)整后機(jī)采系統(tǒng)效率明顯增加。

4 認(rèn)識(shí)

1）低滲透油田油井產(chǎn)液量、沉沒度是影響機(jī)采系統(tǒng)效率的主要因素，油井沉沒度與產(chǎn)液量之間存在影響關(guān)系。

2）低滲透油田油井保持合理的沉沒度，可以提高機(jī)采系統(tǒng)效率，降低機(jī)采系統(tǒng)能耗。沉沒度過低或過高，都會(huì)降低機(jī)采系統(tǒng)效率，增加機(jī)采系統(tǒng)能耗。

3）通過技術(shù)節(jié)能和管理節(jié)能相結(jié)合，優(yōu)化調(diào)整油井生產(chǎn)參數(shù)，使油井沉沒度保持在合理范圍，可以提高機(jī)采系統(tǒng)效率，降低機(jī)采系統(tǒng)能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊勇楠.抽油機(jī)井沉沒度與能耗關(guān)系的研究和試驗(yàn)[J].石油石化節(jié)能，2012（5）：17-19.

作者簡(jiǎn)介：

徐同歡（1986—），男，大學(xué)，工程師，主要從事節(jié)能監(jiān)測(cè)工作。