提升抽油機機采效率的措施研究

郭曉

摘 要：油砂山油田由于單井產(chǎn)量較低，整體上呈現(xiàn)出“低產(chǎn)、高耗、低效”的生產(chǎn)形勢，特別是在機采效率方面明顯低于其它同類油田水平，也是導(dǎo)致油田形成“高成本、低效益”生產(chǎn)局面主要因素。因此，提高抽油機井系統(tǒng)效率是目前油砂山油田節(jié)能降耗并提升開發(fā)效益的重要途徑?；诖耍疚木陀绊懹蜕吧接吞餀C采系統(tǒng)效率的主要影響因素進行了統(tǒng)計總結(jié)，并通過分析各影響因素的影響程度，找到了提高機采系統(tǒng)效率的可行途徑。

關(guān)鍵詞：抽油機;機采井系統(tǒng);系統(tǒng)效率影響因素;節(jié)能降耗

0 前言

油砂山油田屬復(fù)雜斷塊油藏，儲層埋藏深度淺（90米～800米），油層薄（平均有效厚度14米），地層壓力低，單井產(chǎn)量低。作為一個老油田，油砂山油田經(jīng)過數(shù)十年的開發(fā)，目前整體上呈現(xiàn)出“低產(chǎn)、高耗、低效”的生產(chǎn)形勢，形成了“高成本、低效益”的生產(chǎn)局面，任何一項細小的投入，在油砂山油田都有可能造成噸油成本的急速上升，特別是在機采效率方面受抽汲參數(shù)、產(chǎn)液量、平衡度等多個因素的影響表現(xiàn)為明顯的低效，嚴(yán)重影響了油田開發(fā)效益。因此科學(xué)分析抽油機機采系統(tǒng)生產(chǎn)狀況，從生產(chǎn)管理和日常維護等方面進行機采系統(tǒng)優(yōu)化，對降低油田生產(chǎn)成本，提高開發(fā)效益具有重要意義。

1.機采系統(tǒng)效率影響因素及影響程度分析

影響抽油機機采井系統(tǒng)效率的因素很多，基本上分為抽汲參數(shù)、生產(chǎn)參數(shù)和管理參數(shù)三個方面。

1.1理論分析

（1）機采系統(tǒng)效率：抽油系統(tǒng)的系統(tǒng)有效做功能景與系統(tǒng)輸入能最之比，又可分為地面效率和井下效率。

（2）地面效率：以光桿懸繩器為界，懸繩器以上的機械傳動效率和電機運行效率的乘積。

（3）井下效率：懸繩器以下到抽油泵，再由抽油泵到井口（包括回壓）的效率。

（4）光桿功率：指光桿提升液體和克服井下各種阻力所消耗的功率。

1.2影響因素及影響程度分析

1.2.1抽汲參數(shù)

由光桿功率和井下效率計算公式可知：在相同的井況和產(chǎn)液量，有效功率恒定的條件下：抽汲參數(shù)越大一光桿功率越大一 井下效率越低一機采系統(tǒng)效率越小。通過對多口井進行參數(shù)調(diào)整試驗，并對調(diào)整前后的系統(tǒng)效率進行測試對比分析，結(jié)果表明：在產(chǎn)液量保持平穩(wěn)的情況下，抽汲參數(shù)減小，井下效率升高，系統(tǒng)效率升高。

（1）抽油泵效對系統(tǒng)效率的影響

通過對油田對口井的泵效與系統(tǒng)效率進行散點擬合分析發(fā)現(xiàn)：系統(tǒng)效率與泵效呈一定線性關(guān)系，泵效越大，系統(tǒng) 效率越高。

（2）抽汲參數(shù)影響程度分析

對油井結(jié)合測壓，分別對沖程、沖次、泵徑進行多次調(diào)整試驗，結(jié)果表明：調(diào)小后井下效率、系統(tǒng)效率上升：其中沖 次對效率的影響程度最大，其次為沖程，泵徑影響最小。

1.2.2生產(chǎn)參數(shù)

（1）產(chǎn)液量對系統(tǒng)效率的影響程度分析

油機采效率計算公式可知，在相同抽汲參數(shù)和工況條件下，有效功率與日產(chǎn)液呈線性關(guān)系，液量越高、有效功率越大、系統(tǒng)效率越高。選取了工作制度相近的60余口實測數(shù)據(jù)，利用離散點擬合原理進行分析研究，結(jié)果表明：一是在相同的參數(shù)和相似的工況下，產(chǎn)液量與系統(tǒng)效率成線性關(guān)系，即液量越高，系統(tǒng)效率越高;液量增加lm3/d，系統(tǒng)效率增加4.25%。 二是日產(chǎn)液<3m3/d的井，系統(tǒng)效率都低于16%，當(dāng)日產(chǎn)液<2m3/d時，機采效率都低于合格線13%。

（2）產(chǎn)液量與最佳機采效率間的關(guān)系

按照能耗最低設(shè)計軟件，對測試井中液量<3m3/d的油井，通過不同參數(shù)組合測試進行分析，結(jié)果顯示：3m3/d以下的低產(chǎn)井在地面參數(shù)最小的情況下，平均最佳系統(tǒng)效率約15%，實測系統(tǒng)效率16%，實現(xiàn)率在85%以上，實現(xiàn)率較高，基本無優(yōu)化調(diào)整空間。

（3）沉沒度對系統(tǒng)效率的影響程度分析

通過對近多口沉沒度1000m以上井的系統(tǒng)效率進行跟蹤，與相同參數(shù)的工況正常井相比，平均系統(tǒng)效率下降9%。

1.2.3管理參數(shù)

（1）平衡度對系統(tǒng)效率影響分析

平衡度直接影響電動機的輸出特性，無論是欠平衡還是過平衡，都會增加系統(tǒng)的輸入功率，造成系統(tǒng)效率降低，選取了20 多口抽汲參數(shù)、產(chǎn)量相似的油井驗證最佳的平衡度為80%～110%。

（2）電機對機采效率的影響

主要是電機設(shè)備性能和負(fù)載率的影響。從油田多口油井電性參數(shù)的普測數(shù)據(jù)分析，功率因數(shù)越低，地面效率越低，油砂山油田平均功率因數(shù)和平均地面效率都處于同類油田較低的水平，“大馬拉小車”現(xiàn)象嚴(yán)重，電機的優(yōu)化空間較大。

2.提高機采井系統(tǒng)效率技術(shù)及效果分析

2.1井簡治理技術(shù)

2.1.1參數(shù)優(yōu)化技術(shù)

（1）泵徑優(yōu)化

通過優(yōu)化泵徑，提高泵效和井下效率，從而提高系統(tǒng)效率。一是對3m3/d

（2）沖程、沖次優(yōu)化

通過優(yōu)化沖程、沖次等地面參數(shù)，提高地面效率，從而提高系統(tǒng)效率。按照“最小抽汲參數(shù)和長沖次、慢沖次”的原則，適用于供排關(guān)系嚴(yán)重不匹配的井。通過在油井實施調(diào)小參數(shù)優(yōu)化實踐表明，多口井實施后產(chǎn)量基本平穩(wěn)，平均泵效提高15%以上，系統(tǒng)效率提高5.4%，單井能耗降低6.4kW.h/d。

2.1.2桿柱組合優(yōu)化

適用于桿柱組合不合理，偏磨嚴(yán)重井，通過桿柱組合優(yōu)化，降低驢頭的懸點載荷，達到節(jié)能降耗的目的。

2.1.3平衡度調(diào)整

對嚴(yán)重過平衡和欠平衡井進行調(diào)整，從而減小電機的輸出功率，達到節(jié)能降耗、提高系統(tǒng)效率的目的。

2.1.4油井間開

對長期供液不足、間歇性出液、連續(xù)開抽無功消耗大的低產(chǎn)井，實施間開，減少能耗。

2.2節(jié)能評價模擬井的建立，為節(jié)能設(shè)備及參數(shù)綜合評價提供技術(shù)平臺

為了準(zhǔn)確評價各種設(shè)備能耗情況和精確確定應(yīng)用技術(shù)界線，建立節(jié)能評價模擬井。節(jié)能評價模擬井檢測點有：控制柜、電 機、扭矩、轉(zhuǎn)速、載荷位移、油壓、套壓、動液面、流量。主要功能：評價節(jié)能設(shè)備節(jié)能效果及適應(yīng)環(huán)境、油井運行參數(shù)合理性，提供設(shè)備及參數(shù)的最佳運行方案。

2.3編制三套模版，為提升管理水平提供保障

根據(jù)調(diào)查、測試、措施效果跟蹤，編制了機采工作制度優(yōu)化、設(shè)備合理匹配和管理優(yōu)化三個模版，為提升采油工程系統(tǒng)整 體管理水平提供可操作的成果。

2.3.1工作制度優(yōu)化模版

以可以直觀獲取的充滿系數(shù)和沉沒度為基礎(chǔ)，將油井分成節(jié)能區(qū)、故障區(qū)、合理區(qū)、提效區(qū)。不同的區(qū)域給出提高效率采 取的具體措施類型，指導(dǎo)參數(shù)優(yōu)化。

2.3.2設(shè)備合理匹配模版

通過模版可以確定哪些設(shè)備可以匹配應(yīng)用，哪些設(shè)備不能匹配應(yīng)用，可以匹配的設(shè)備具體應(yīng)用環(huán)境是什么，通過該模版基 層單位可以直觀確定設(shè)備匹配合理性，提升管理水平。

2.3.3綜合精細管理模版

模版分成地面設(shè)備管理、井下設(shè)備管理、綜合管理，每項工作具體的做法是什么，應(yīng)該達到什么目標(biāo)，均通過模版體現(xiàn)出 來，便于自查自檢，提升管理水平。

3.結(jié)束語

抽油機機采效率是影響油砂山油田開發(fā)效益的一個重要影響影響，統(tǒng)計分析認(rèn)為油砂山油田抽油機機采系統(tǒng)效率受抽汲參數(shù)、產(chǎn)液量、平衡度等多個因素的影響?；诖耍瑸檫M一步提升油砂山開發(fā)效益，提高抽油機機采系統(tǒng)效率，經(jīng)過不斷的研究探索、技術(shù)創(chuàng)新和新工藝引進，形成了井簡治理參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和機采管理工作制度優(yōu)化等多項具體的低產(chǎn)井提效降 耗技術(shù)體系，并經(jīng)過生產(chǎn)實際的驗證證明了這些措施可以有效提升抽油機機采系統(tǒng)的效率，增油增效明顯。

參考文獻：

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