提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的有效對策

陳民靜

摘要：應(yīng)用抽油機(jī)井生產(chǎn)系統(tǒng)采油的目的是將地面能量通過抽油機(jī)—抽油桿—抽油泵傳遞給井筒中的生產(chǎn)流體將其舉升到地面，整個(gè)系統(tǒng)的工作過程就是能量不斷傳遞與轉(zhuǎn)化的過程，而在能量傳遞和轉(zhuǎn)化的每一環(huán)節(jié)均會(huì)產(chǎn)生能量損失。從地面供入系統(tǒng)提供的能量扣除系統(tǒng)中的各種損失，就是系統(tǒng)給井筒流體的有效能量，其與系統(tǒng)輸入能量之比即為抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)井;系統(tǒng)效率;有效對策

油井系統(tǒng)效率是反映抽油機(jī)井工況的重要指標(biāo)，其影響因素多，提高機(jī)采系統(tǒng)效率，必須對抽油機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，抽油桿、抽油泵以及配套技術(shù)進(jìn)行研究和開發(fā)工作，因此優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件在提高系統(tǒng)效率的工作中是必不可缺的。通過開展機(jī)采系統(tǒng)效率參數(shù)優(yōu)化工作，綜合節(jié)能技術(shù)引進(jìn)和應(yīng)用，以及對抽油機(jī)井的科學(xué)管理等，能夠有效提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

1目標(biāo)提出

對采油廠2011—2015年抽油機(jī)井系統(tǒng)效率進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)合抽油機(jī)節(jié)點(diǎn)分析理論，分析采油廠系統(tǒng)效率提升潛力。

抽油機(jī)能耗節(jié)點(diǎn)分析：抽油機(jī)井系統(tǒng)效率總體分為地面效率和井下效率兩部分，懸繩器以上包括電動(dòng)機(jī)、皮帶、減速箱及四連桿機(jī)構(gòu)4個(gè)能耗節(jié)點(diǎn);懸繩器以下包括盤根盒、抽油桿、抽油泵和井下管柱等4個(gè)能耗節(jié)點(diǎn)。

2影響因素分析

2.1曲柄平衡能耗高

曲柄平衡是將平衡塊加在曲柄上，工作時(shí)，由懸點(diǎn)載荷和平衡重在曲柄軸（減速器輸出軸）上造成的扭矩與電動(dòng)機(jī)輸給曲柄軸的扭矩相平衡。截止到2015年底，采油廠2956口抽油機(jī)井采用曲柄平衡的井1959口，占總井?dāng)?shù)的66.27%，統(tǒng)計(jì)曲柄平衡抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率25.66%，相比復(fù)合平衡抽油機(jī)井，系統(tǒng)效率低8.1%。

2.2皮帶打滑

抽油機(jī)井皮帶是傳輸動(dòng)力的重要環(huán)節(jié)，皮帶打滑與皮帶和皮帶輪接觸面積、皮帶松緊度2個(gè)因素有關(guān)，抽油機(jī)皮帶打滑直接影響皮帶使用壽命、耗電量、系統(tǒng)效率。

2015年采油廠皮帶平均使用天數(shù)102天。通過對系統(tǒng)效率低于20%的井進(jìn)行現(xiàn)場檢查，其中85口井皮帶打滑，這些井皮帶平均使用壽命79天，低于全廠平均水平。通過對這些井進(jìn)行測試，皮帶平均傳動(dòng)效率88.81%，平均系統(tǒng)效率25%。皮帶打滑使得抽油機(jī)井的傳動(dòng)效率變低，能耗提高，影響系統(tǒng)效率。

2.3電動(dòng)機(jī)匹配不合理

通過對采油廠系統(tǒng)效率低于20%的井963口井電動(dòng)機(jī)匹配情況進(jìn)行調(diào)查，其中功率利用率低于15%或高于50%的井314口井，通過分析匹配不合理井共計(jì)198口井，其中電動(dòng)機(jī)型號(hào)偏大83口井，型號(hào)偏小115口井。

針對匹配不合理的198口井進(jìn)行現(xiàn)場測試，通過測試得出電動(dòng)機(jī)型號(hào)偏大抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率17.52%、偏小抽油機(jī)井平均系統(tǒng)效率15.47%，低于全廠平均水平。

3.強(qiáng)化技術(shù)管理

1、實(shí)施動(dòng)態(tài)管理，優(yōu)化參數(shù)運(yùn)行，提高單井系統(tǒng)效率

由于油井生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)化，參數(shù)管理成為重要，及時(shí)合理的調(diào)整，不僅改善泵況，對提高油井系統(tǒng)效率也起到了很大的作用。根據(jù)油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)變化，及時(shí)地進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，但無論上調(diào)參還是下調(diào)參，必須遵循合理沉沒度的規(guī)律，也就是說，在通過提高泵效，提高系統(tǒng)效率的方式上，參數(shù)和泵效并非性關(guān)系，隨著有效揚(yáng)程的增加，泵效增加的趨勢逐漸變緩，直到達(dá)到最大。合理沉沒度的確定一般定為300-400米，單井合理舉升高度可由公式進(jìn)行計(jì)算。

2、優(yōu)化作業(yè)井方案設(shè)計(jì)

優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，不僅可以有效延長油井的泵周期，同時(shí)通過設(shè)計(jì)過程中的方案調(diào)整，還可以有效提高油井的系統(tǒng)效率。近幾年來，加大了檢泵井的方案優(yōu)化力度，換泵同步實(shí)施和優(yōu)先泵掛深度。防護(hù)措施上也相應(yīng)地采取油管錨定和低沉沒度井熱洗質(zhì)量，跟蹤措施井措施后生產(chǎn)情況，效果明顯，減少一次性投入，延長油井檢泵周期的同時(shí)，油井的系統(tǒng)效率也有所增加。

（1）檢抽泵井。通過加強(qiáng)方案設(shè)計(jì)管理，實(shí)施檢換泵同步施工35口井，其中檢換小泵15口井，檢換大泵20口井，通過方案設(shè)計(jì)過程中合理的參數(shù)調(diào)整，措施效果明顯，系統(tǒng)效率也有所增加。資料對比35口井，單井產(chǎn)液時(shí)上升17.8噸，舉升高度增加了111.2米。系統(tǒng)效率上升了8.21個(gè)百分點(diǎn)。檢換小泵井，單井產(chǎn)液量上升3.6噸，舉升高度下降了102.3米，系統(tǒng)效率上升了1.98個(gè)百分點(diǎn)，噸液百米耗電減少0.369千瓦時(shí)。

（2）優(yōu)化泵掛。優(yōu)選泵掛深度不僅改善泵的工況，同時(shí)也改善了抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)受力情況，特別是上提泵掛井，節(jié)電效果明顯。針對含水相對較高的井上提泵掛9口井，對比9口井，舉升高度增加了201.3米，噸液百米耗電減少0.33千瓦時(shí)，系統(tǒng)效率上升2.11個(gè)百分點(diǎn)，節(jié)電率為33.12%（3）油管錨定井。方案采取油管錨定，主要是改善管柱受力情況，防止管柱斷脫，但一定程度上，油管錨定以后，也相應(yīng)減少了光標(biāo)的沖程損失，提高泵效，25口油管錨定井，單井產(chǎn)液量上升1.3噸，舉升高度減少110米，噸液百米耗電減少0.11千瓦時(shí)，系統(tǒng)效率上升2.01%，節(jié)電率為10.63%。

3、生產(chǎn)管理

（1）強(qiáng)化抽油機(jī)井的熱洗管理、提高洗井質(zhì)量。在低系統(tǒng)效率的原因分析中，蠟影響造成的低值系統(tǒng)效率，也存在一定比例。在提高洗井質(zhì)量，強(qiáng)化培訓(xùn)，完善考核機(jī)制的同時(shí)，對比2012年21口系統(tǒng)效率較低的井，功圖分析蠟因素影響不再存在，系統(tǒng)效率有所提高。通過加強(qiáng)低沉沒度井熱洗質(zhì)量，在單井產(chǎn)液量上升的同時(shí)，有效舉升高度增加333.67米，噸液百米耗電減少0.197千瓦時(shí)，系統(tǒng)效率上升3.3%。

（2）強(qiáng)化異常井管理，對低增油井結(jié)合注采關(guān)系，計(jì)劃實(shí)施檢泵作業(yè)。2011-2012年，實(shí)施低增油井檢泵21井次，使漏失造成油井系統(tǒng)效率低的原因，降到最低程度。

（3）及時(shí)進(jìn)行抽油機(jī)平衡調(diào)整，保持較高平衡度。由于平衡管理工作的加強(qiáng)，2012年我區(qū)抽油井平衡率由78.3%上升至目前的84.3%。實(shí)驗(yàn)表明，抽油機(jī)井平衡率在85%-95%之間電機(jī)實(shí)際消耗功率最低，在其參數(shù)不變的情況下，系統(tǒng)效率最高。所以，抽油機(jī)井平衡運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。

結(jié)論

1、建立低效井分類原因檔案，配套相應(yīng)整治措施制定實(shí)施計(jì)劃。

2、月度結(jié)合單井產(chǎn)液量、沉沒度、功圖情況，進(jìn)行抽汲參數(shù)合理性分析，制定下步調(diào)參計(jì)劃，及時(shí)合理調(diào)整參數(shù)。

3、優(yōu)化檢換泵井方案設(shè)計(jì)，科學(xué)地進(jìn)行泵徑、泵掛、桿柱匹配調(diào)整。結(jié)合油井正常生產(chǎn)管理中的難點(diǎn)，合理配制下新工藝，對管、桿出現(xiàn)問題的井，加大油管錨定措施。

4、對低沉沒度，低產(chǎn)井實(shí)施洗井后功圖復(fù)測制度，對洗井不徹底井，重復(fù)洗井，避免蠟卡。

5、對漏失井建立漏失量跟蹤制度，及時(shí)實(shí)施檢泵，有效降低漏失井對系統(tǒng)效率的影響。

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