機采系統節能降耗潛力分析評價

王拯

摘 要：目前油田生產實際以及油田分公司要求，通過加大節能技改措施的實施，完成“十一五”末生產能耗比“十五”降低20%的工作目標。本文結合采油四礦生產實際，從產液結構調整，新技術、新設備的應用，強化技術管理工作三個方面指出了目前機采系統節能降耗的潛力，闡述了如何通過科學管理，有效降低機采系統能耗，提高油田開發效益。

主題詞：機采系統 能耗 潛力

1、機采系統現狀

1.1 機采系統耗能狀況

勝采四礦目前共有油井258口，開井180口，其中抽油機井134口，電泵44口，螺桿泵2口。日產液水平1.86萬噸，日產油水平800噸，綜合含水為95.7%。平均動液面為934m，平均泵深為1409m。平均日耗電14.6萬千瓦時，平均提液單耗8.03千瓦時/噸。

特高含水級別95%-98%從分泵徑、泵型的液量、油量、井數的比例中，舉升的主要類型是250方以上大排量電泵，液量占到此含水級別總液量的67.4%，高液量在穩定產量運行的同時，帶來了高能耗，在此含水級別的電泵井能耗占到機采系統能耗的67%，液量舉升與能耗矛盾突出。另外，在在中高含水級別90%-95%從分泵徑、泵型的液量、油量、井數的比例中，舉升的主要類型是泵徑為56的有桿泵，占到總井數的61.5%。通過摸查這部分井的生產情況，在同樣完成舉升過程，可以通過轉換泵型，下螺桿泵，以及56泵升級到70、95的經濟泵型的方式，在耗電略有增加的情況下，可有效舉升更多液量，實現提液增油。

由于在產液規模的控制條件下，不進行產液結構調整，壓減高耗工藝，低耗工藝提液潛力難以得到發揮。

2、影響機采系統能耗的突出問題

2.1 產液結構不優化，高耗工藝比例大

目前我礦產液構成上存在的突出問題是，高耗工藝的比例明顯偏高，制約著機采耗能最優化的實現。目前我礦的電泵開井44口，占開井數的25.5%，平均日產液12×104 m3，占70.7%，日產油384.6t，占46.9%，平均日耗電10.26×104kWh，占提液耗電的74.43%。

由于在產液規模的控制條件下，不進行產液結構調整，壓減高耗工藝，低耗工藝提液潛力難以得到發揮。

2.2 抽油設備嚴重老化，節能設備應用少

2.2.1 抽油機

目前，采油四礦抽油機新度系數僅為0.34，低于全廠抽油機新度系數0.39，超期（大于14年）服役的抽油機60口，占總井數的44.7%。

2.2.2 電機

盡管經過近幾年節能電機更新改造，目前節能電機占所占比列依然很小，運行的抽油機電機中，節能電機僅有53口，占總油井數的40.68%，平均電機功率因數為0.67，造成設備高耗低效。

2.2.3 變壓器

目前應用的變壓器型號比較多，品牌比較雜，雖然近幾年通過各種渠道對部分高耗能的

變壓器進行了更換，目前仍有33臺S7型變壓器在運行，造成了電能損耗的增加。

3、機采系統節能降耗潛力分析

3.1 挖掘產液結構調整潛力，建立經濟的產液規模

通過目前四礦在用舉升工藝的效益分析，結合階段性油藏的動態管理措施，有步驟實施油井工藝規模的調整工作，提高經濟泵型的比例，減少高耗低效工藝的比例，逐步形成經濟的產液構成。

泵徑的優化匹配主要的調整原則概括為“穩兩頭，調中間”，即相對穩定大排量提液需求的250泵和深抽工藝需求的φ44，重點是φ70、95等經濟泵型的逐步增加數量。下步，我們以產量和經濟效益為中心，逐步實施機采系統的泵徑整合工作，建立經濟產液構成。

經濟泵型優化整合后，經濟產液規模1.86×104m3，預計電泵開井數控制在40口左右，日耗電量可降低1.28×104kWh。

3.2 挖掘新設備、新技術應用潛力，建立合理的應用規模

通過對近幾年在我礦新技術、新設備應用效果，以經濟性、適用性、有效性的應用原則優選節能新設備、新技術的應用，建立一定的應用規模，形成技術降耗的規模效應。

3.2.1 節能電機

在幾年應用的節能電機中永磁電機在提高提高電機負載率、低速電機在降低電機功率方面有顯著效果。

3.2.1.1普及永磁電機，提高電機負載率

由于目前的電機負載率比較低（只有26.58%），“大馬拉小車”是造成電機運行效率低的主要原因，對功率因數小于0.4的44臺普通電機，實施更換永磁電機。安裝永磁電機后，單井裝機功率減少11kw，平均功率因數上升0.287，平均電流下降了13.52A，平均功率負載率上升9.43%，平均單井日耗電節約29kWh，節電率為12.24%。下步將普及永磁電機，替代普通電機，提高電機負載率。

3.2.1.2加大低速電機應用力度

對供液不足井安裝低速電機，降低沖次到2次以內，功率等級由37KW以上統一下降到22KW，有功節電率達到40%左右，功率因數隨提高0.2，在深抽油井進行參數優化、提高系統效率具有較好的效果。目前我礦供液不足油井26口，平均沖次3.7次，下步將加大低速電機在供液不足油井上的應用，充分挖掘低速電機在參數優化，提高系統效率方面的作用。

3.2.2 變頻控制裝置

使用增加數據反饋功能的抽油機變頻控制柜，通過“快提慢放”實現增液增油，需根據單井現場設定最佳上下行速度，確保實現節能和增液雙效。累計對10口供液不足的井抽油機變頻控制柜，平均系統效率由27.59%上升到29%以上，平均單井節電50KWh。

對液面低供液條件差，采用電泵方面變頻技術可以調節電機轉速，改善供液條件差的油井工況，日節電在130KWh，通過地面控制，調節電機轉速，確保油井正常生產、延長電泵機組的使用壽命。目前已安裝4臺變頻控制柜，平均系統效率由安裝22.87%上升到27%以上。下步重點對供液狀況差的5口井推廣應用電泵井變頻控制柜。