調小參數對抽油機井產量和能耗的影響

韓輝（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

隨著油田開發的進一步深入，油井沉沒度一直下降，供液不足井和氣影響井逐年增多，調小參數工作量逐年上升。抽油機井調小參數主要分為調小沖程和調小沖速，調小參數后抽油機井產量和能耗如何變化，一般只做定性的分析，通常認為調小參數會導致產量下降，能耗降低[1]，但具體的影響程度未經試驗確定。通過對全廠調小參數效果的統計、分析與試驗，定量分析了調小參數對抽油機井產量和能耗的影響。

1 調小參數對抽油機井產量影響

2017年10—12月共實施調小參數井197口，調參前平均單井日產液15.3 t，日產油1.8 t，沉沒度145.4 m，調參后日產液下降1.6 t，日產油下降0.1 t，沉沒度恢復65.4 m（表1）。從統計的調參效果來看，產液量下降較多，產油量基本不變。

對197口調小參數井進行分析發現，調小參數后日產液下降井131口，占統計井數66.49%，占比較大；調小參數后沉沒度上升大于50 m的井只有59口（考慮測試誤差50 m），占統計井數的29.94%，占比較小（表2）。

表1 2017年10—12月調小參數井效果統計

表2 調小參數后日產液、日產油和沉沒度變化情況統計

根據達西定律，調小參數后若沉沒度上升，井底壓力回升，全井的生產壓差越來越小，必然導致產量下降。由表2可知，調小參數后日產液下降和沉沒度上升井數矛盾，由于沉沒度是測試數據，日產液是人為選值，通過沉沒度變化初步判斷，調小參數對產量影響較小[2]。

調小參數功圖可分供液不足、氣影響和正常三種情況，其中調小參數前功圖為供液不足井21口、氣影響井111口、正常井65口。

21口供液不足井調小參數后沉沒度上升大于50 m的只有1口，調參后沉沒度整體保持穩定，但調小參數后7口井報表日產液下降比例大，共下降4.83 t；從量油結果看，該部分井日產液上升8.3 t，報表比量油多下降13.13 t。通過以上分析發現，供液不足井調小參數后沉沒度上升較少，產量下降原因主要是報表選值問題；因此，供液不足井調小參數后對產量基本無影響（表3）。

111口氣影響井調小參數后沉沒度上升大于50 m井共25口，占比22.52%，調小參數后沉沒度上升的井數較少。日產液下降大于1 t井共29口，其中沉沒度上升井14口，沉沒度穩定或下降井15口，15口井報表日產液量下降64 t；從量油結果來看，該部分井日產液下降42.7 t，報表比量油多下降21.3 t；因此，氣影響井調小參數后對產量影響較小，并沒有報表反映多（表4）。

65口功圖正常井調小參數后沉沒度上升大于50 m共33口，占比超過50%，沉沒度上升較多。日產液下降超過1 t井共36口，其中沉沒度上升23口，下降或穩定13口，13口井報表日產液量下降48 t，量油結果下降55.6 t，報表和量油結果基本一致；因此，功圖正常井調小參數后對產量影響較大（表5）。

2 調小參數對抽油機井能耗影響

沖程和沖速的變化影響著抽油機懸點載荷變化的幅度和頻率，對抽油機井能耗有較大影響，抽油機懸點最大和最小載荷計算公式[3]如下：

式中：Pmax——抽油機懸點最大載荷，kN；

Pmin——抽油機懸點最小載荷，kN；

P液柱——液柱載荷，kN；

P桿柱——桿柱載荷，kN；

S——抽油機沖程，m；

n——抽油機沖速，min-1。

從公式（1）、（2）可以看出，在其他數據項一定情況下，隨著沖程和沖速的減小，抽油機懸點最大載荷逐漸降低，最小載荷逐漸上升；因此，調小參數可以降低抽油機井能耗。

表3 供液不足井調小參數效果分析單井表

表4 氣影響井調小參數效果分析單井表

表5 正常井調小參數效果分析單井表

由于抽油機最大和最小載荷與沖速的平方成正比，與沖程成正比，因此，從節能角度考慮，調小沖速節能效果優于調小沖程。但結合“長沖程、低沖速”的機采參數調整原則，在機采節能管理中，應采取調小沖速的方法降低抽油機井能耗[4-5]。

現場通過變頻控制柜調整抽油機沖速（沖程不變），利用CDY-1A型綜合測試儀測量油井能耗，利用GEOSTAR-111EDH型油井功圖測試儀測試油井產液量，計算噸液單耗，分析不同沖速對油井D1的能耗影響。

隨著沖速下降，D1井日耗電不斷下降，噸液單耗隨之下降；當沖速下降到一定程度后日產液大幅下降，導致噸液單耗上升。D1井在沖速由5 min-1下降到1 min-1后，日耗電由93.53 kWh下降到42.22 kWh，但由于日產液下降幅度大于日耗電下降幅度，導致D1井噸液單耗上升到29.94 kWh。試驗數據證明，適當調小沖速可降低抽油機井日耗電和噸液單耗，但調整幅度過大后會導致噸液單耗上升，此時調小沖速已不節能[6]。

3 結論與建議

1）調小參數對抽油機井產量有一定影響，但由于調小參數前功圖類型不同，對產量影響程度不同。

2）供液不足井調小參數后沉沒度上升較少，對產量基本無影響；氣影響井調小參數后大部分井沉沒度上升較少，對產量影響較小；功圖正常井調小參數后大部分井沉沒度上升較多，對產量影響最大。因此，調小參數時，首先調整供液不足井，其次是氣影響井，功圖正常井可暫時不做調整。

3）調小參數可降低抽油機井能耗，且調小沖速節能效果優于調小沖程，但結合“長沖程、低沖速”的機采參數調整原則，在實施機采節能管理措施時應盡量調小沖速。

4）適當調小沖速可降低抽油機井能耗，但調整幅度過大易導致噸液單耗上升，需要摸索確定單井合理沖速，以保證節能效果。