潛油電泵井節能綜合治理措施及效果

李濤（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

電泵井是喇嘛甸油田主要的大排量采油方式之一。油田進入特高含水期后，受地層供液不足影響，部分電泵井無法保證在高效區間運行，導致能耗增加，設備故障頻發[1]。因此，針對低排量效率、低沉沒度的電泵井采取了揚程優化、變頻調參以及應用液量反饋裝置等措施，滿足電泵井高效低耗的運行需求。

1 電泵井參數優化

油田高含水開發后期，部分電泵井由于各種因素如地層壓力、產液量、含水等多種參數變化，導致電泵井工作狀況與原設計不符，由此造成電泵井長期處于低效工作狀態，能量損失過大[2]。對于正在工作的電泵井，應優選其揚程、泵掛等工作參數，以保證電泵井始終處于高效區工作[3]。

為保證電泵井處于最高效率區間運行，首先結合檢泵，通過單井產能預測、下泵深度與總揚程確定及簡化工藝管柱，以系統效率最高點為最佳工況點進行電泵井參數優化設計[4]。2017年對供液不足的電泵井采取優化換小泵設計12口井，平均單井產液增加14t/d，排量效率由64.8%提高到108.1%，提高了43.3個百分點；對泵型偏小的井采取了小換大優化設計5口井，平均單井產液增加了71t/d，產油增加5t/d。對于不檢泵井，采用變頻器調速保證潛油電泵井的排量與油井供液能力相匹配[5]。

在5-3435井上應用變頻進行調速試驗，其中產液、舉升高度、輸入功率的變化與頻率變化呈一致性；但對應頻率上升，系統效率存在最佳頻率點。該井在55Hz時為最佳頻率點，系統效率達14%，百米噸液耗電1.84kWh，超過最佳頻率點后產量回落，系統效率也隨之下降（表1）。

表1 5-3435井變頻調速試驗數據

結合最佳頻率范圍，現場針對供液不足電泵井下調頻率12口井，優化后平均動液面由892m上升到662m，單耗下降7.3%；對低排量效率、高沉沒度的潛力電泵井，采取上調頻率1口井，增液22t/d，增油8t/d，單耗降低了0.8%。在保證油井連續運轉、延長檢泵周期的同時，實現了節能目的。

2 液量回饋裝置應用

對于一些無法通過變頻來優化的電泵井，為減少低產時的無功損耗，降低噸液單耗，可采用電泵井液量回饋裝置。該裝置包括分支管、連通管以及回饋管組成，通過流量調節閥控制回饋量。

現場試驗應用58井次，其中4口井為由于供液能力下降而導致無法正常生產的井，其余54口井為排量效率過低、頻繁欠載停機井。實施措施后，無法正常生產的4口井可以開機并運轉正常，54口頻繁欠載停機的井平均欠載停機次數減少2.7次/a，運行時率提高4.8個百分點，避免了電泵井的間歇運行，以及由于油井供液不足造成的頻繁開啟的關閉，解決了因嚴重供液不足而導致的關井停產現象，延長電泵使用壽命。同時對比10口井能耗變化，百米噸液耗電下降0.05kWh（表2）。

表2 液量回饋裝置應用前后停機情況對比

以6-P3688井為例，由于周圍水井注水調整，導致該井因供液不足頻繁停機，從電流卡片看，僅1周內就欠載停機達2次。發現問題后及時安裝了液量回饋裝置，安裝后該井運行平穩4個月，至注水恢復前，未發生欠載停機現象。

3 舉升方式優化互換

針對嚴重載荷與設備不匹配的電泵井，可采取與其他舉升工藝轉換的方式。優化互換主要針對低效、高沉沒度電泵井，選取原則是含水較低、含聚濃度較高井，采取與電泵井產能相匹配的螺桿泵井進行優化。螺桿泵井選取產液較高、無法通過上調轉速或換大泵保證供排關系的井。通過互換優化，保證油井供液能力與泵型匹配，保證合理負載率，控制合理能耗[6]。

5-341電泵井與12-281螺桿泵井互換后，平均單井產液增加16.5t/d，增油0.8t/d；系統效率提高4.04個百分點；噸液單耗下降6.9kWh，下降幅度達65.16%，日節電11kWh（表3）。

4 結論及認識

依據電泵井離心泵特性，保證揚程與產量協調可以確保電泵井處于高效區運行。通過對電泵井產能、下泵深度以及總揚程進行優化，同時應用變頻器，可以有效提高電泵井系統效率，降低單耗。

表3 電泵井與螺桿泵井優化互換效果

電泵井液量回饋裝置可有效提高油井運行時率，實施后減少欠載停機2.7次/a，百米噸液耗電下降了4%。

針對電泵井載荷與設備不匹配的問題，采取與螺桿泵等其他舉升方式轉換方式，可以有效發揮舉升設備潛力，確保在高效區間運行，單井系統效率提高4.04個百分點。

[1]黃曉，石步乾，范喜群.電泵井優化設計及工況診斷技術的應用[J].鉆采工藝，2000，23（6）：87-89.

[2]梅思杰，邵永師，劉軍.潛油電泵技術[M].北京：石油工業出版社，2004：111-112.

[3]王慧勛.潛油電泵的原理及使用[M].北京：石油工業出版社，1994：71-73.

[4]張學斌，徐學軍，吳金花.潛油電泵井個性化設計探討[J].大慶石油地質與開發，2005，24（5）：64-65.

[5]李振智，唐周懷，龔興云，等.變頻器在潛油電泵井上的應用[J].鉆采工藝，2001，24（3）：45-47.

[6]張挺.潛油電泵井應用節能新技術效果分析[J].內蒙古石油化工，2014（16）：114-116.