提高新井抽油機載荷利用率方法的研究與應用

姜大偉（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

提高新井抽油機載荷利用率方法的研究與應用

姜大偉（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

隨著外圍油田加密擴邊井的不斷開發，機采井的能耗問題日益突出，對油田的經濟開發產生了重要影響，沿用早期開發時采油工程方案中規定使用的抽油機機型已不適用，存在抽油機的載荷利用率低、機采能耗增加的矛盾。結合外圍油田的開發特點，從油井載荷及產液量等兩方面入手，對早期的載荷計算公式及安全系數進行修正，通過在新井工藝設計中優化工藝方案，降低抽油機機型，從而達到提高抽油機載荷利用率、降低機采能耗的目的。

新井 載荷利用率 節能降耗

隨著外圍油田開發的深入，機采井的能耗問題日益突出，對油田的經濟開發產生了影響。造成抽油機能耗高的主要原因有：抽油機的載荷利用率低、抽油機的系統效率低、泵的利用效率低等，而抽油機的載荷利用率是決定抽油機能耗的重要因素。統計采油七廠敖南、扶余等低產區塊，抽油機的平均載荷利用率只有43.6%，而該區塊少數油井的載荷利用率最高可達到70%。說明了沿用早期開發時采油工程方案中規定使用的抽油機機型已不適用，存在載荷利用率低、機采能耗增加的矛盾。

應用以下5個區塊的抽油機井生產參數及原油密度（表1），對上述公式進行驗算。

1 抽油機載荷利用率現狀

對采油七廠2004—2009年投產434口油井的載荷利用率進行統計，其中有216口油井的平均載荷利用率僅為49.3%，載荷利用率較低。影響抽油機載荷利用率的原因主要有抽油機機型偏大、產能遞減、調研管理不及時等因素。通過對216口井的分析，其中有177口井由于抽油機機型選擇偏大導致了載荷利用率較低，占調查井數的8 2%。

表1 選定區塊的生產參數

2 懸點最大載荷計算公式的優選

抽油機懸點最大載荷的預測對于抽油機型號的選定起著決定性作用。目前，方案設計中常用的計算公式[1]有以下幾種：

公式（1）、（2）、（3）計算結果偏大，公式（4）、（5）計算結果與實測值比較接近，其中公式（5）的符合率最高，優選公式（5）作為今后抽油機懸點最大載荷的預測公式。結合實際生產情況，對該公式進行修正，得出不同區塊的修正系數（表2）。

應用以上修正系數對公式（5）進行修正，從而得到各區塊抽油機懸點最大載荷的預測公式。敖南地區懸點最大載荷計算公式為

表2 不同區塊的修正系數

葡南地區深井（1 400m以上井）懸點最大載荷計算公式為

葡南地區淺井（1 400m以下井）懸點最大載荷計算公式為

葡北地區懸點最大載荷計算公式為含水變化情況進行調查分析（圖1、圖2）。

圖1 敖南油田油水相滲透率曲線

太南地區懸點最大載荷計算公式為

3 安全系數確定

在以往抽油機選型確定安全系數時，由于油田開發過程中產液量會隨含水率的上升而大幅度增加，將安全系數定為1.3。但對于外圍低滲透油田，無論從相滲曲線分析還是實際生產數據統計都發現：外圍低滲透油田產液量并不隨著開發時間的延長而增加，或增加幅度較小［2］。

3.1 通過相滲曲線分析預測低滲透油田產液變化規律

繪制了敖南油田油水相滲透率曲線，曲線表現為隨含水飽和度的逐漸增大，油相滲透率下降很快，水相滲透率上升較慢，油水兩相滲透率之和在油相、水相滲透率交叉點出現最低值；在含水飽和度達到0.75時，油相滲透率下降為0，油田開發結束，油水兩相滲透率之和僅由最低值0.18升高到0.35。油水兩相滲透力之和在開發初期最高，整體呈下降趨勢，說明低滲透油田產液量基本不隨開發時間延長而增加。

3.2 統計分析已投產低滲透油田產液變化規律

對敖包塔油田、葡南油田、葡北油田1995—1996年投產的38 7口抽油機井生產10年來的產液、

圖2 3個區塊油井產液含水曲線

從3個區塊的日產液隨開發時間變化情況可以看出，在低滲透油田，油井的產液量變化趨勢是在小幅度增加后呈下降趨勢。這與通過相滲曲線分析得出的結論相符，即：低滲透油田產液量隨開發時間的延長基本不會增加或增加幅度較小。

考慮產液量隨開發時間的變化規律及實際生產中的不確定因素，將安全系數由原來的1.3降低為1.1。根據這個原則選擇的抽油機，開發初期抽油機能力能夠得到充分發揮，開發過程中也不會滿載。

4 現場試驗效果

通過運用優選出的最大載荷計算公式及降低為1.1的安全系數，對采油七廠2011年新投產區塊38口井的額定載荷進行計算，計算出懸點最大載荷為41.3k N，額定載荷45.4 k N。采用CY JY 5-2.5-26H B型抽油機便可以滿足選型要求，因此采取了降機型措施，由傳統設計中規定的6型機降為5型機，使平均載荷利用率由55.62%提高到66.74%，提高11個百分點。

5 結論

1）方案設計優化中抽油機機型選擇偏大是導致抽油機載荷利用率低的重要因素。

2）通過修正安全系數及機型載荷計算公式，優化了抽油機選型方法，使新井抽油機降機型，實現了開發初期抽油機能力能夠得到充分發揮，開發過程中也不會滿載的目的。

3）通過降低抽油機機型使抽油機載荷利用率顯著提高，同時也降低了能耗及一次性投資。

［1］張琪.采油工程原理與設計[M].北京:石油大學出版社,2003:103-1161.

［2］劉麗華.低滲透油田抽油機的選型原則[J].油氣田地面工程,2009,28(12):38-39.

10.3969/j.issn.2095-1493.2012.06.003

2012-02-23）

姜大偉，2008年畢業于大慶石油學院，油氣儲運專業，從事油氣集輸工作，E-mail：j d w 11@163.com，地址：黑龍江省大慶市大同區第七采油廠第四油礦，163517。