提高吳4 2 0區塊機采系統效率的研究及應用

楊孝剛，王寶明，楊永剛，李香琳，趙艷鋒，姚金柱

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

吳420區塊主要以抽油機采油井為主，因此有桿泵舉升工藝在該區塊生產中占有重要地位。優舉升設計,提高抽油井的系統效率對節電降耗、降低生產成本有著重要意義。機采系統效率是指機械采油井的有效功率與輸入功率的比值。而抽油井的有效功率是指將井內液體舉升到地面所需要的功率，抽油機的輸入功率是指拖動機械采油設備的電動機的輸入功率。2012年3~6月，對該區塊正常生產的772口抽油井系統效率逐一進行了測試和計算評估。經測算:有桿泵抽油井平均單井消耗功率（P入）為4.04 kW，平均單井年耗電量3.54×104kW·h，平均單井年耗電費用2.2萬元,平均系統效率僅為19.23%。為節能降耗，開發研究了提高機采系統效率技術。

1 影響系統效率敏感性因素分析

1.1 單井產液量

對測試772口油井測試的系統效率進行分析，單井產液量對系統效率影響較為敏感，油井產液量小于3 m3/d時，單井產量每提高1 m3，系統效率大約提高2%。

1.2 抽油泵效

通過對380口油井進行系統效率測試分析，繪制系統效率-泵效分布圖，對分散點進行擬合得到平滑曲線，從曲線可以看出，當泵效小于40%時，系統效率與泵效具有線性關系，泵效每提高1%，系統效率大約提高0.6%。

1.3 抽油機平衡度

通過對215口油井電能參數進行測試分析，數據表明抽油機平衡度在80%~110%時，系統效率最高，能耗最低。

1.4 電機負載率

分析測試油井系統效率和電機負載關系，由數據可以得出系統效率隨著電機負載率的增大而上升較明顯，尤其當電機負載率大于40%時，系統效率明顯提升，處于電機過載電流（不超過額定電流1.5倍）考慮，三疊系油井配套電機合格負載率應該大于40%。通過對系統效率測試的772口井統計計算得到平均電機為25.1%，遠小于40%，說明抽油機配套電機選型過大，是導致系統效率低下的重要原因之一。

2 提高系統效率的技術應用

2.1 抽汲參數優化

2012年，按照“長沖程、低沖次、合理泵徑”的原則，吳420區塊共實施油井措施591井次。其中，參數優化471井次，優化前后，沖次降低0.11次/分鐘，泵徑減小5.28 mm。單井產量提高0.38 m3，泵效提高11.69%，單井系統效率由16.71%提高到18.89%，提高了2.18%。

2.2 油井間開

油井間開是恢復液面、實現供采協調的重要措施之一，能夠有效提高泵效，同時，油井間開也是實現抽油機節能降耗的有效途徑。2012年共實施油井間開214井次。間開時間主要集中在12 h和8 h，分別占總間開油井數量的62.15%和26.64%。油井實施間開前后數據對比：單井平均產量相對平穩，單井泵效提高15.63%，單井系統效率提高 8.05%，平均日耗電降低35.88 kW·h。

2.3 低產低效井實施變頻調參

針對功率因數偏小，無功消耗較大，沖次無法進一步下調的油井，實施變頻配套。2012年示范區共安裝抽油機變頻8口，安裝CQ-YQY叢式井組集中控制節能裝置26套，合計控制油井120口。安裝后輸入功率降低1.13 kW，系統效率提高5.88%，日節電27.17 kW·h，綜合節電率35.04%。

2.4 新工藝實施

針對地層間壓力有差異、層間有干擾的區塊，開展試驗分層采油技術。2012年，示范區共實施14井次，成功8井次。實驗前后數據對比：泵徑增加0.75 mm。平均單井產液量增加0.72 m3，單井泵效提高3.95%，單井系統效率由17.83%提高到22.19%，提高了4.36%。

2.5 平衡調整

對普測的372口功率平衡度<50%的不平衡油井進行了平衡分析，完成了217口油井的平衡調整工作，通過復測分析，平均單井輸入功率降低0.28 kW·h，平均單井系統效率提高了2.34%。

表1 抽油機平衡狀況統計表

表2 吳420區塊措施后系統效率變化表

表3 吳420區塊優化調整后效果匯總表

2.6 加強井筒管理，提高井下效率

開展井筒凈化工作，提高井筒運行效率。針對吳420區塊單井上下載荷變化較大，結蠟嚴重區塊，重點實施井筒凈化工作，通過蒸汽熱洗與常規熱洗相結合，改善井筒工作環境，2012年組織實施油井熱洗100井次。通過對43口油井進行現場跟蹤和復測，日產液變化不大，輸入功率減少了0.81 kW，懸點最大載荷降低了16.27 kN，系統效率降低了2.78%，單井日節電量減少19.33 kW·h。

3 提高系統效率的技術效果評價

3.1 單井系統效率提升明顯

通過各項措施的實施，2012年8~9月組織人員對吳420區塊220口油井進行了系統效率復測，通過數據對比分析，優化前后機采系統效率平均值由17.44%上升到22.24%，單井系統效率提高了6.8%。

3.2 經濟效益比較好

通過對吳420區塊抽油機井進行精細化管理，加強地面設備和井筒的綜合治理，該區塊措施調整取得了顯著的經濟效益。該區塊參數優化從4月開始陸續實施，實施后平均生產時間約為210天，電費單價按0.62元/千瓦時計算，同通過計算年節約成本111.49萬元。

4 總結

吳420區塊以“提高效率、降低能耗”為目標，以油井抽汲參數優化為主，堅持“重點降沖次，應用小泵”的優化原則，配套節能設備，同時加強抽油機井日常管理工作，通過各項措施的實施，使得該區塊單井平均輸入功率為3.19 kW，地面效率為51.41%，井下效率為43.67%，系統效率為22.45%，平均單井日耗電量為76.56 kW·h。而且在油井參數措施過程中，逐步形成提高三疊系油藏系統效率的主體技術和典型做法，在采油三廠系統效率提升工作中起到了示范引領的作用。

[1]有桿抽油系統效率[M].北京:石油工業出版社，1994.

[2]石油行業標準SY/T5266-1996[S].機械采油井系統效率測試方法，1996.