機(jī)采系統(tǒng)現(xiàn)狀及節(jié)能淺談

王瑩(中石化中原油田分公司石油工程技術(shù)研究院，河南 濮陽 457001)

0 引言

抽油機(jī)生產(chǎn)用電是油田生產(chǎn)過程中的主要耗能環(huán)節(jié)，中原油田機(jī)采系統(tǒng)耗電在總生產(chǎn)過程中的能耗超過三分之一，開展機(jī)采系統(tǒng)能效檢測(cè)和效率影響因素分析可以獲得抽油機(jī)井單井及區(qū)塊系統(tǒng)效率狀況、分析目前系統(tǒng)設(shè)備配置及工作參數(shù)設(shè)置中存在的問題及缺陷，尋找提高系統(tǒng)效率的潛力點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)降低設(shè)備的能耗，降低機(jī)采井舉升成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的[1-3]。

1 運(yùn)行情況

目前中原油田東濮老區(qū)機(jī)械采油方式有抽油機(jī)采油、電泵采油和螺桿泵采油三類。抽油機(jī)井2559口，占油井開總井?dāng)?shù)的97.7%；電泵井49口，占油井開井總數(shù)的1.9%；螺桿泵井10口，占油井開井總數(shù)的0.4%，年耗電量占油田總耗電量的35%左右，能耗大；目前平均系統(tǒng)效率31.6%，系統(tǒng)效率合格率84.8%，優(yōu)良率65.6%，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)合格率82.1%，平衡度合格率67.9%。從計(jì)算結(jié)果來分析，中原油田的機(jī)采系統(tǒng)每提升1個(gè)百分點(diǎn)，相當(dāng)于節(jié)約電量1275.7×104kW·h；從主要評(píng)價(jià)指標(biāo)結(jié)果來看，近年來主要機(jī)采指標(biāo)都在不斷提升，但機(jī)采系統(tǒng)能效水平仍有很大的提升空間，節(jié)能潛力巨大。

2 影響系統(tǒng)效率原因分析

油井的系統(tǒng)效率影響因素比較多，通過對(duì)油井進(jìn)行分析，得到影響系統(tǒng)效率和能效的主要因素如下：(1)低產(chǎn)液量油井沖次高。一些井由于產(chǎn)量遞減，泵徑或者泵況不再符合實(shí)際生產(chǎn)需求，導(dǎo)致沖次過高。沖次越高，抽油機(jī)懸點(diǎn)承受的動(dòng)載也越大，抽油桿與液體間的粘滯阻力也越大，相應(yīng)的損耗增加明顯。在相同液量及揚(yáng)程條件下，沖次越高，系統(tǒng)能耗就越大。(2)部分油井泵與產(chǎn)液能力不匹配。泵徑、泵深的選擇是與油井產(chǎn)能、套管尺寸、油層埋深等因素緊密結(jié)合的，隨著油井產(chǎn)能的降低，存在泵徑、沉沒度不合理的現(xiàn)象。(3)部分油井受氣體影響。油井受不同程度的氣體影響，氣體進(jìn)泵減少泵內(nèi)的液體量，使泵充滿程度降低，甚至氣鎖，降低泵效，進(jìn)而影響井下效率，造成油井系統(tǒng)效率降低。(4)部分低產(chǎn)油井未實(shí)行間開生產(chǎn)。一些低能低產(chǎn)或特高含水井長期處于24h連續(xù)開井狀態(tài)對(duì)能耗浪費(fèi)嚴(yán)重，這些井可以實(shí)行間開或者關(guān)井措施，在保證產(chǎn)量不受影響的前提下，大幅度節(jié)約能耗。(5)部分抽油機(jī)處于不平衡狀態(tài)。隨著油井工況的變化，使抽油機(jī)上下沖程載荷隨之改變，導(dǎo)致原本處于平衡狀態(tài)的抽油機(jī)不平衡。抽油機(jī)平衡狀況直接影響到連桿機(jī)構(gòu)、減速箱及電動(dòng)機(jī)的效率和壽命，若平衡度超出80%～110%的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍，會(huì)加大電動(dòng)機(jī)內(nèi)耗，使油井能耗增加，對(duì)抽油桿泵的工作狀況影響也很大。

3 提高系統(tǒng)效率對(duì)策

為實(shí)現(xiàn)中原油田機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效，在保證產(chǎn)量的前提下，必須解決低效運(yùn)行井參數(shù)優(yōu)化問題，尤其是沖次、泵參數(shù)優(yōu)化，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)日常管理，保證抽油設(shè)備處于高效運(yùn)行狀態(tài)，提高系統(tǒng)節(jié)能運(yùn)行率。(1)對(duì)于供液能力差的油井，一方面地質(zhì)上的補(bǔ)孔換層、加強(qiáng)精細(xì)注水等措施要及時(shí)跟上，另一方面工程技術(shù)管理的小泵深抽、合理的間歇采油制度等措施也要及時(shí)配套，以降低無效液量，減少電量損耗。(2)對(duì)于抽汲參數(shù)不合理的油井，要利用精準(zhǔn)的示功圖、動(dòng)液面、日產(chǎn)液、日產(chǎn)油等生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，結(jié)合機(jī)采監(jiān)測(cè)診斷，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，優(yōu)化沖次、沖程或者泵徑，提高抽油泵效。在保證油井產(chǎn)量的前提下，結(jié)合檢泵優(yōu)化泵參數(shù)，保持與油井產(chǎn)液能力相匹配，提高泵效，進(jìn)而提高系統(tǒng)效率。針對(duì)泵徑偏大的油井，結(jié)合檢泵換小泵生產(chǎn)；針對(duì)泵徑偏小的油井，結(jié)合檢泵升級(jí)生產(chǎn)；針對(duì)沉沒度不合理的油井，結(jié)合檢泵深抽或上提泵掛。(3)對(duì)受氣體影響大的井需要結(jié)合作業(yè)配套高效防氣工具和防氣措施，例如氣液混抽泵、氣錨等，同時(shí)合理控制套管氣，優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)，保持合理的沉沒度，減小氣體影響，提高泵效。(4)對(duì)電動(dòng)機(jī)功率利用率不合格的井要定期淘汰效率低的電機(jī)，根據(jù)實(shí)際情況推廣應(yīng)用永磁電機(jī)、高轉(zhuǎn)差電機(jī)、多功率電機(jī)等節(jié)能高效電機(jī)，或者應(yīng)用抽油機(jī)新型節(jié)能裝置。同時(shí)要定期維護(hù)保養(yǎng)抽油機(jī)，優(yōu)化抽油機(jī)的管理制度，做到抽油機(jī)的潤滑、緊固都合格。(5)對(duì)不平衡的抽油井及時(shí)進(jìn)行調(diào)平衡半徑，若現(xiàn)場(chǎng)平衡半徑已調(diào)至極限位置，則需更換合適的平衡塊或機(jī)型，保持抽油機(jī)平衡度在最佳范圍內(nèi)。(6)對(duì)功率因素不合格的井要及時(shí)安裝電容補(bǔ)償或者更換合適的電容補(bǔ)償。

4 結(jié)語

通過采取有效的管理和技術(shù)措施，不合格井的系統(tǒng)效率可以達(dá)到限定值要求，具有很大的節(jié)能潛力。為進(jìn)一步落實(shí)措施建議的有效性，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)單位的整改監(jiān)督力度，主要從兩方面著手：一方面采取后期對(duì)存在問題嚴(yán)重且節(jié)能潛力較大的機(jī)采井進(jìn)行措施整改，及時(shí)評(píng)價(jià)分析，并做好整改前后效果對(duì)比，總結(jié)優(yōu)秀措施，不斷提升改進(jìn)，挖掘節(jié)能潛力；另一方面針對(duì)系統(tǒng)效率、平衡度及電機(jī)功率因數(shù)三項(xiàng)指標(biāo)均不合格井和噸油單耗較高的低效開發(fā)井開展重點(diǎn)跟蹤，督促生產(chǎn)單位加強(qiáng)治理力度，落實(shí)整改效果。