牛圈湖油田抽油機系統效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油廠，新疆 哈密 839009）

牛圈湖油田抽油機系統效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油廠，新疆 哈密 839009）

本文針對牛圈湖油田抽油機系統效率偏低的問題，通過對地上和井下等影響抽油機系統效率的因素進行分析，現場實施改善油層供液能力、科學合理應用節能設備、優化抽汲參數等措施，有效提高了機采系統效率，節約了油田用電成本費用。

牛圈湖油田；系統效率；抽油機；節能

1 影響系統效率的主要因素

1.1 地面因素分析

1.1.1 電動機對系統效率的影響

牛圈湖油田目前85%以上的抽油機使用的三相永磁同步電動機，此類電動機啟動扭矩大，運行電流小，功率因數平均達0.72，效率較高。但是因為油井產液普遍低，仍有40%的井功率因數小于0.7，16%的井功率因數小于0.4，電機負載率較高，大馬拉小車問題存在。其中三相永磁同步電動機TNYC200L-8系列電機轉速達到750r/min，不易把沖次降至4次以下，并且使用一定年限后會出現消磁現象，使用效率低，影響抽油機系統效率。

1.1.2 平衡率對系統效率的影響

抽油機的平衡度對系統效率的影響很大，抽油機運行不平衡，會造成電動機運行電流和功率因數波動過大，甚至會造成電動機在沖程某一階段出現負功現象。根據平衡度與實測能耗的關系，可知平衡度在0.85～1.1之間變化時，抽油機能耗最小。由于牛圈湖油田油井平均日產液低，間開井比例高，新井、措施井產狀變化快等原因，導致抽油機平衡度普遍較低，平均在70%左右，在一定程度影響系統效率。

1.2 井下因素分析

1.2.1 日產液量低、原油黏度高對系統效率的影響

抽油機井日產液與井下效率基本呈線性關系，牛圈湖油田近40%的油井日產液小于2m3/d,，這部分井下效率普遍較低，導致系統效率也較低。

牛圈湖油田原油中含蠟量（13.44%），中凝固點（9.0℃）。0～10℃時乳化原油黏度≥10000MPa*s，在環境溫度26～27℃時，未脫水脫氣后黏度達到200MPa*s以上，原油黏度較高，液體摩擦阻力增加，系統效率明顯減低。

1.2.2 井口回壓高對系統效率的影響

由于受地面集輸系統的影響，牛圈湖東區90口油井平均回壓為1.4MPa，冬季可達到2.0MPa以上，分析認為隨著回壓升高，抽油機懸點的最大載荷增加，最小載荷降低,載荷變化幅度和示功圖面積都增大,功率消耗增加，從而導致系統效率減低。

1.2.3 沖次大、泵效低對系統效率的影響

牛圈湖抽油機平均沖次達到4次，快沖次的抽汲，不但增加管桿泵的磨損，而且增大動載荷和摩擦載荷，同時增加電機輸入功率，增加交變載荷，無法避免設備做無用功，導致系統效率系統效率。

牛圈湖油田油井平均泵效為22%左右，泵效低，導致系統效率也較低。

1.2.4 沉沒度低對系統效率的影響

隨油井沉沒度增加，井下牛圈湖油井井下效率逐步提升，牛圈湖油田80%以上油井沉沒度小于200m,沉沒度低，導致系統效率偏低。

2 提高系統效率措施及效果

2.1 改善油層供液能力，提高油井系統效率

通過地層措施改造或加強注水，可有效改善地層供液能力，進而提高單井產量。牛圈湖油田2014年實施老井壓裂14次，日增油6.2m3/d,日增油3.5t/d,其中湖42～71井壓裂后系統效率提高了27.2%。

2.2 科學合理應用節能設備，提高拖動系統效率

2.2.1 應用BN-DRC系列無功補償啟動控制柜+ BNBJ-197型節能電機

2014年3月，牛圈湖油田22口油井安裝了BN-DRC系列無功補償啟動控制柜+ BNBJ-197型節能電機，安裝后油井平均泵效提高了5.9%，6口可對比井系統效率平均提高了5.1，百米噸液單耗減低了1kWh/(100m?t)，平均單井日節電13kW?h，22口油井預計年節約用電10.5萬度。

2.2.2 應用變頻智能控抽柜

2014年4月，牛圈湖油田23口油井安裝了變頻智能控抽柜，安裝后油井平均泵效提高了3.4%，6口可對比井系統效率平均提高了1.9%，百米噸液單耗減低0.75kWh/(100m?t)，平均單井日節電9.1kW?h，23口油井預計年節約用電7.3萬度。

2.2.3 加強調整平衡

2014年1～7月，牛圈湖油田完成160井次抽油機調平衡工作量，目前抽油井平衡為81%，4口可對比井，調平衡后系統效率平均提高了1.7%，平均單井日節電4kW?h，預計年節約用電3.6萬度。

2.3 優化抽汲參數，提高井下系統效率

2.3.1 優化桿柱組合，更換∮32mm重球桿泵

隨著低滲油田大規模開發，∮38、44mm等以上的抽油泵在下深方面受液面和管柱強度等因素限制，不能滿足低滲油田經濟高效開發要求，應用32小直徑重球桿泵大大提高了抽油井的泵效及井下效率，牛圈湖油田應用∮32mm重球泵比32mm普通桿泵平均井下系統效率高15.3%，系統效率高9%。

2.3.2 調整生產參數，提高泵效

2014年牛圈湖油田油井優化工況，調整生產參數14井次，平均泵效調高12.8%，其中牛13-8井對比調參后，泵效提高了14.8%，系統效率提高了8.2%。

2.4 加強日常管理水平，提高地面系統效率

①利用單井自動化系統，做到油井管理“三及時”，即及時發現、及時匯報、及時處理和出措施方案，保證28口異常井及時得到恢復，降低無效耗能。

②加強油井日常維護及套氣管理，調整好井口盤根松緊度，加大管線熱洗及水套爐洗井筒工作，降低井口回壓，制定了套管氣管理制度，提高井下效率。

③落實抽油機維護保養制度，進一步做好“五率”即緊固、潤滑、對中、平衡、水平調整管理工作，提高地面效率。

3 結語

從以上分析可以看出，提高系統效率的主要工作是加強技術管理和生產管理，技術管理包括機桿泵的選擇、地面抽汲參數的調整、檢泵作業、調平衡及各種節能設施的應用；各項生產管理工作的好壞直接影響系統效率的高低，為此，要加強基礎的管理工作，從一點一滴做起，努力提高管理水平及系統效率。

進一步建立抽油機系統效率的評價體系，繪制系統效率評價框圖，對于系統效率不達標的井，根據其在評價框圖中相應的位置，有針對性的提出提高系統效率具體的對策。

牛圈湖油田相當一部分油井長期供液不足，為提高油井整體資源利用水平，建議有針對性的從油井投產設計、節能設備選型、后期產能變化預測等方面綜合考慮，使產能建設新區的油井系統得到提高。

對于部分抽油機載荷過大的井，建議應用抽油機減載器，減輕抽油機驢頭載荷及抽油桿自身重量，降低能耗。

[1]徐文淵.提高機采效率配套技術研究與應用[M].機械工業出版社，2006，125-128.

[2]魏紹遠.提高抽油機系統效率技術探討[J].內蒙古石油化工，2013,2:106-108.

[3]鄒文濤.，江蘇油田機采系統效率測試分析及對策[J].節能，2011,7:109-110.

于能文(1979-)，男，甘肅武威人，2005年畢業于長江大學石油工程學院石油工程專業，工程師，從事現場油水井管理工作。