坪橋區提高機采系統效率技術分析

黃明 姚粉蓮 黃顯俐 尚寅

長慶油田采油一廠坪橋作業區 陜西延安 717408

一、機采系統效率的基本概念

有桿泵抽油系統的目的是將地面的電能轉換為井下液體的能量，使井下液體流到地面，其整個系統工作時，就是一個能量不斷傳遞和轉換的過程，而在每一個過程中都存在著能量損失，抽油機井從地面設備供入系統能量扣除各種損失以后，就是系統所給液體的有效能量，這一將液體舉升到地面的有效能量與系統輸入能量的比值，就是抽油機井的系統效率。

系統效率：指電動機和地層能量之和克服各種損耗把一定重量的液體舉升到一定高度單位時間內所做功的效率。

二、坪橋區機采系統效率運行現狀及影響因素

1.坪橋區機采系統效率基本現狀

坪橋區塊是安塞油田開發中老區塊，目前共有油井685口，實開井565口，目前平均抽汲參數為1.32m*3.92m*32mm*1113m，平均動液面937m，平均單井日產液量2.52m3，平均單井日產油量1.09t，綜合含水42.5%。

2013年共對455口井測試765井次，測試平均系統效率18.12。其中系統效率小于15%的井有185口，占總數的40.66%，系統效率大于20%的井只有152口，占總數的33.41%，系統效率高于30%的油井只有62口，占總井數的13.63%。同時，系統效率低于10%的井有95口，占分析井數的20.88%。

2.機采系統效率影響因素

（1)單井產液量低對系統效率的影響

坪橋區單井日產液量較低導致系統效率偏低，2012年系統效率測試共計482井次，測試的平均系統效率為14.57%，低于全廠測試平均系統效率為18.09%，全區平均單井日產液量3.05m3，低于全廠平均日產液量4.56m3，可見，日產液量偏低是導致我區系統效率偏低的主要因素。

(2)抽汲參數對系統效率的影響

①沖次

在抽汲參數中，沖次對油井的系統效率影響尤為突出。慢沖次的抽汲，可以減緩桿、管及泵的磨損和疲勞速度，其動載荷，摩擦載荷相對也較小。同時可以降低電機輸入功率，減少交變載荷，有效的避免了設備做無用功。

②泵徑

使用大直徑的泵，可以在較低的抽汲速度下得到所要求的產液量，從而使水力損失和摩擦損失減小，提高系統效率。但是單井產量較低，相當一部分井長期供液不足，通過增大泵徑來提高系統效率很有限，重在泵徑的合理匹配。

(3）電機對系統效率的影響

由于能量在轉換和傳遞過程中，會發生不可避免的損失，所以有效功率一定小于輸入功率，系統效率一定小于1。在抽油設備中點擊部分的功率損失相對比較高，他對采油系統效率的影響相當大，主要體現在“大馬拉小車”上，即電機的容量過大，其結果是電機效率降低，浪費電能。選擇電機是提升系統效率的較好的方法。

（4）泵效和有效揚程

當抽汲參數一定時，有效功率主要受泵效和揚程的影響。隨著泵效或揚程的增加，系統效率都增加。提高抽油系統效率的關鍵是提高泵效和和確定合理揚程，為了做到這兩點，一是要使抽汲參數與油井供液能力相適應，二是要防止非正常漏失。

三、坪橋區提高機采系統效率所做工作及成效

1.參數優化調整

利用專業機采系統效率優化軟件對測試結果優化，優選出效果理想的井實施參數調整。由上面分析知道，沖次對提高系統效率有較大影響，降低沖次也最易實施，所以我們參數優化時優先調沖次。

今年共對73口井采取調小參數，將沖次由原來的5次調為3次。調后產量基本平穩，動液面基本穩定，泵效上升12%，系統效率上升2.9%。

2.低轉速電機

在參數優化后，由于部分井產液量仍然較低，系統效率雖然有一定的提高，但是現有沖次仍不能匹配供液關系，針對此現象，2012年對液量小于1.5m3，沉沒度小于50m的98口油井嘗試了低轉速電機，通過進一步降低抽汲參數使深井泵排量與地層供液能力匹配狀況變好，提高深井泵的充滿系數，同時降低了抽油桿承受的沖擊載荷和交變載荷，抽油機運行更趨于平穩，提高了系統效率。

3.智能電機節電器

2013年長慶石油勘探局節能監測站對北京中北華威科技有限責任公司生產的HW-YT-22-65型智能節電器在油井塞431進行了抽油機節能效果對比測試，全部測試均在工況穩定且不改變抽油井工作參數條件下進行的。

通過測試，在塞431井安裝了HW-YT-22-65型智能電機節電器后，與安裝前相比較，同等條件下節電率達到18.8%，機械采油井系統效率提升了3.94個百分點。

該儀器對不滿足安裝永磁電機的井效果應用較好，對永磁電機井效果不明顯。雖然兩次測試均體現出較好的節能效果，但是兩次測試數據絕對值相差較大，且該儀器在別的油井測試時數據也變化幅度較大，目前該儀器尚屬于試驗驗證階段，還沒有大面積普及。

4.永磁電動機

我們目前使用的共有兩種型號的永磁電機，一種是由無錫華東電機廠生產的TGT225S-12永磁高效同步電動機，額定功率7.5kw，目前在全區共安裝284臺。另一種為浙江中龍電機股份有限公司生產的TNYC200S-12/5.5電機，額定功率5.5kw，目前共安裝50臺。安裝永磁電機以后，平均產量略有下降，但是系統效率提升明顯，節能效果明顯，目前全區低產低液面井幾乎已經全部安裝永磁電機。

[1]李美瓊，羅慶梅，李斌.提高采油系統效率技術推廣.

[2]周超，徐興平，孫耀國.抽油機井系統效率提高對策.

[3]羅影坤，苗國晶，姚華梅.抽油井系統效率分析和提高措施.