油田機采節能優化分析

李森（大慶油田有限責任公司第八采油廠）

模范屯油田始終堅持系統分析與整體優化，通過抽油機優選，強化機采精細管理，加大節能設備改造力度，拓展儲備新型節能舉升技術，達到抽油機最優化生產的目的。

但從目前能耗情況運行來看，存在“產量相同，舉升高度相近的情況下，能耗卻存在較大差異”的矛盾，如何在機械采油過程中，把能耗降到最低，達到“控本增效”的目的，有重大的探討意義。

1 沉沒度、泵效與系統效率關系的優化

1.1 沉沒度與系統效率關系

探討系統效率與沉沒度之間的關系，為機采井如何生產達到消耗最低，模范屯油田選取150口井進行摸索，并做散點圖，見圖1。

觀察沉沒度與系統效率關系的變化趨勢，得到以下幾個方面的認識：

1）系統效率隨著沉沒度的增大而增大，在180～310m變化趨于穩定，在310～700m之間呈下降趨勢，700～1100m系統效率處于較低值，1100m之后系統效率基本趨于最低值。

2）依據變化趨勢，確定系統效率最優值的沉沒度應該在180～310m。

3）消耗功率曲線上來看，在沉沒度700m之后用于舉升的功率較少，消耗的無用功增多。

1.2 泵效與系統效率關系

為探討泵效與系統效率之間的關系，模范屯油田選取128口井進行摸索，并做散點圖，見圖2。

觀察泵效與系統效率關系的變化趨勢，得到以下幾個方面的認識：

1）系統效率隨著泵效的增大基本呈增大趨勢。

2）泵效在20%以下井，系統效率基本在10%以下，泵效在20%～40%之間，系統效率在10%上下波動。

3）目前泵效大于40%的井少，大于40%以后系統效率隨泵效的變化趨勢還有待研究。

2 優化節能設備

抽油機井應用的節能技術主要是在地面部分，主要是針對抽油機的結構及其拖動裝置（電動機和配電箱）的性能來開展的。

2.1 抽油機

抽油機節能方面主要為雙驢頭抽油機和六型機，依據前人試驗成果，雙驢頭抽油機，與常規的抽油機相比，節電約10%左右；與異相型抽油機相比，節電約4%左右，六型機節能效果更明顯。

為優先抽油機系統，模范屯油田有66口老機型老化嚴重（牡丹江廠家53口），使用年限在15年以上，無配件來源，將這部分油井能列入老改計劃，且這部分井以10型機為主，能耗消耗過高，建議轉換為小型機。其中可更換6型機35臺，預計日節電為5040 kWh；更換8型機25臺，預計日節電480 kWh；更換10型機6臺，預計日增電40 kWh，見表1。

表1 老機型老改優化措施

2.2 節能電動機和節能配電箱

從節能出發，進一步加大節能設備的更換力度，近3年，已全部更換節能電動機和節能配電箱。因日常工作中，電動機燒或損壞，目前節能電動機的使用率為96.0%。

優選54臺節能電動機井進行現場試驗測試，試驗后，平均節電約24 kW。另外，節能型配電箱單井日節電約5.8 kWh，見表2。

表2 54臺節能電動機試驗效果

3 節能技術優化措施

3.1 實行間抽，減少無功抽油

間抽是解決低沉沒度、節能降耗的有效方法。目前模范屯油田執行間抽344口，每口井按日節電75 kWh計算，日節電約2.58×104kWh。

為探索間抽井是否對產量有影響，模范屯油田選取管理水平較高的某采油隊進行為期半個月的試驗，見表3。

表3 某采油隊外輸間抽影響產量情況

由表3可以看出，在執行與不執行間抽（考慮到臨關井影響），35口井日產液相差2.84 t，而35口間抽井的總液量為73.3 t/d，得知間抽井影響產量約3.9%，影響不大。

分析間抽井影響產量原因：

1）采油隊為保證日常的可操作性，間抽制度過于單一，必然導致一些井的間抽制度不合理性。

2）實際操作中，所有井不能完全按照制度進行啟停機，井多的采油隊在間抽井完全啟停的情況下，前后啟或停相差多達2 h，時間的偏差可能影響間抽制度的科學性。

考慮到以上2個方面的因素，在制度合理的情況下，間抽井影響產量可以忽略不計。

3.2 生產參數調整

合理的油井參數，能夠使泵排量、舉升能力與油井產能、流壓相協調，從而使機采井在合理工況下穩定生產。若參數偏大，會造成大馬拉小車的現象，導致耗電量增加[1]。2012年以來實施調小參39口井、換小泵3口井，日均節電分別為20 kWh和25 kWh。

3.3 盤根盒松緊度

盤根過松會導致井口漏油，盤根過緊引起電流上升，耗電量增加，合理調整盤根松緊度可降低抽油機耗電量。優選100口井進行試驗，試驗后，平均單井日節電1.4 kWh，見表4。

3.4 抽油桿降級，降低懸點載荷

優化抽油桿柱，對產液量低的井實施抽油桿降級，可以降低抽油機井懸點載荷，從而達到降低能耗的目的。

表4 盤根松緊度試驗效果

優選某采油隊的1口油井進行抽油桿降級試驗，由原來的?22（439m）+?19（1001m）組合抽油桿，通過降級采用?19（570m）+?16（880m）組合代替。試驗后，載荷降低了5.7 kN，見到了降耗效果，見表5。

表5 某油井抽油桿降級試驗

3.5 加藥降黏清蠟，載荷達到最優

在油田生產中，加藥不及時或藥量不夠，都會造成載荷和載荷比上升，導致能耗增加。為規范模范屯油田的加藥，重新修訂加藥制度，力爭更科學、更合理，把加藥工作做到最優化，見表6。

表6 加藥周期細化管理思路

3.6 及時調整平衡，保持較高的平衡率

平衡率在85%～105%較為合理，欠平衡或過平衡都會導致能耗增加。模范屯油田月度平衡率可達到96%，把平衡影響能耗降到最低。

3.7 低產低效井暫關，節能降耗

目前模范屯低產低效井較多，有45口為低產低效井（其中13口為常關井），產量低，能耗高，開采成本高于效益，建議計劃關井或暫關（不計入影響利用率因素中）。

4 結論及認識

1）通過沉沒度、泵效與系統效率關系摸索得知，在沉沒度180～200m、泵效在20%～40%，系統效率運行較高，目前只是初步認識，待進一步細化研究。

2）老機型老化嚴重、使用年久，若列入老改計劃后，相應的更換為6型和雙驢頭抽油機，節電效果顯著。

3）間抽井節電效果顯著，日常需根據液面變化及時更改間抽制度和加強日常間抽管理，達到既節能又不影響產量的目的。

4）在滿足生產條件下，盡量采取小參數生產。

5）日常加大加藥和平衡的管理力度，使抽油機在最優情況下生產，達到不增耗。

[1]萬仁博.采油工程手冊（上冊）[M].北京:石油工業出版社,2006:30-33.