稠油油藏機采節能管理實踐

李玲玲 朱火軍 李建馨 馬忠梅 趙珺（中國石油大港油田分公司第六采油廠）

某廠所轄的稠油油藏處于二次開發高含水后期，通過對采油廠各系統用電情況統計，其中機采系統耗電占采油廠總耗電的45%，耗電比例最大；其次是注水系統耗電，占比為40%。油井產出液高含水導致地層水無效循環，因此，機采節能要從控液和降低單井能耗入手。通過開展能耗對標工作，建立對標標準，找出耗能高點，控制關鍵點，找準切入點，實現稠油油藏機采能耗可控。

1 機采能耗情況

1.1 建立能耗對標標準

油氣田生產要以效益為根本，節能降耗工作不能一味追求低能耗，要追求高效益的低能耗。根據采油系統耗電特點，選取噸油電量成本作為機采系統能耗對標指標。按照電費指標、產油量指標、采油系統電量比例，計算出單井噸油電量成本[1]。

噸油電量成本=單井機采耗電電費單井原油產量( 元t)

1.2 分工藝對比噸油電量成本指標

對比采油廠各工藝電量，加權平均算出各機采舉升工藝噸油電量成本。抽油機、螺桿泵、電泵及電加熱油井噸油耗電成本情況見圖1。

電泵井產液量最高，平均產液量為180 m3/d，含水率超過96%，故噸油成本最高；螺桿泵井次之，平均產液量為70 m3/d，高于平均值低于電泵的有14口井，主要為高產液量井；抽油機井平均液量為40 m3/d，平均含水率超過93%，故噸油成本最低，僅為電泵成本的43%；抽油機井中高于電泵耗電成本的有8口井，均為電加熱稠油熱采井，遠低于抽油機井平均值的有108口。

圖1 機采舉升工藝噸油耗電成本

由此可見，機采系統高耗能井主要為高產液量、高含水井，電泵、螺桿泵井因其工藝適應性多用于高液量井，故噸油電量成本高；部分抽油機井因配套稠油電加熱熱采工藝能耗高，導致采油系統平均噸油電量成本增高[2]。

2 節能降耗措施

根據噸油電量成本公式，提高單井產油量和降低能耗是降低噸油電量成本的兩個方向，機采節能降耗要從這兩個方向著手。根據單井能耗對標結果，開展節能潛力專項分析；按照工藝參數、油井生產數據、油藏特點有針對性地制定節能措施，進一步降低采油系統噸油電量成本[3-4]。

2.1 低效益井綜合治理

經單井噸油電量成本統計分析，對12 口高含水低產量井（含水率大于98%，日產油小于2 t）、6口高含水電泵井，實施優化調整、措施上產等治理工作，主要采用“計關、間關、轉注、找堵水”的方式，降低產液量，減少無效循環水。對低產油、高產液量井實施長期計劃關井3口，摸索間開周期井9 口，轉注4 口。根據采油廠分工藝采液單耗分析，電泵井平均采液單耗為5.9 kWh/m3，分別高于抽油機井、螺桿泵井平均采液單耗1.9 kWh/m3和2.9 kWh/m3；故對采液單耗較高的1口電泵井實施找堵水轉抽油機措施，對1口螺桿泵井采取找堵水轉抽油機措施。

為了保證油田總產量和區塊采收率，在高產液井關井時考慮區塊整體井網布局，通過改變鄰井采液指數和注水，實現關井不降產。對于高產液電泵井，通過實施間歇開井的方式，根據開井后含水率的變化摸索最優開井周期，將開井時間、含水率人為降低，既實現了油井的有效開發，又減少了無效水產出，大大降低了噸油電量成本。以孔檢1井為例，將開井時間降低為每7 天開1 天，產油量保持不變，月耗電下降2.8×104kWh，噸油成本由314元/t下降至65元/t。18口井實施后，節約電費60萬元/a。

2.2 規模開展提淺泵掛深度工作

稠油油藏油井在開井初期，為保證泵充滿系數、減少稠油進泵阻力的影響，多采用小泵深抽的舉升工藝配套方式提高油井純抽泵效。隨著產出液含水率的增加，在進入高含水階段后稠油對泵的影響降低，無需過高的沉沒度來保障泵效，故需要提淺泵掛深度達到優化工藝配套、降低能耗的目的[5]。

通過采油廠各舉升工藝沉沒度調查（表1）可以看出，稠油井普遍沉沒度高于合理值，大部分井沉沒度過高，造成了能源的浪費。

通過采液單耗與沉沒度的對比（圖2），每增加300 m 的泵掛深度，采液單耗增加1 倍。稠油井過深的泵掛深度導致單耗過大，在高含水階段可以通過提淺泵掛深度達到降低單井能耗。

表1 機泵舉升工藝沉沒度調查匯總

通過對已經實施的28 口井效果看，平均單井提淺255 m，單井平均節電率達到12%，年節約管桿費用80 萬元，年節電20×104kWh。該舉措在稠油油藏高含水后期具有較好的節能效果，結合檢泵等作業，可以實現提前設計和及時調整。

2.3 稠油井電加熱設備運行跟蹤與調整

在部分低含水稠油井中，電加熱熱采仍是稠油開采的主要方式。該方式針對高黏、低含水單井簡單有效，實施起來較為方便快捷，在高含水階段的稠油油藏可實現單井的熱采舉升。采油廠共有14口電加熱井，電加熱24 h 全開，平均月耗電量超過3×104kWh。

我苦笑了一下，說：“是的，我現在跟一個沒文化的家庭婦女沒什么區別，所以，以后見到我，別跟我談文學，也別跟我談什么詩人，要談，就談怎么喂孩子照顧老公好了。”

近幾年，加強稠油電加熱油井的運行管理，做好電加熱設備運行參數的優化調整，同時跟蹤停用電加熱油井的生產變化情況。通過結合氣候及生產變化情況，夏季停運含水率較高的8 口井（表2），優化運行2口井；通過調整占空比和優化啟運時間段，實現了高耗能設備的管理節能目標，年優化調整電加熱設備運行參數近50 井次，實現年節電70×104kWh。

2.4 節能新技術的應用

在稠油機采節能的工作中，不僅要從“省”上做文章，而且從“新”上下足功夫，通過創新技術應用來實現技術節能。

圖2 機泵采液單耗與沉沒度的對比

2.4.1 螺桿泵地面直驅裝置

螺桿泵用于某廠60 口井中，占某油田螺桿泵總量的一半。螺桿泵工藝在稠油出砂井中具有較好的適應性，尤其在低液、低含水率井中可以替代抽油機電加熱工藝，實現高效生產。在生產過程中，常規側驅螺桿泵地面驅動裝置電動機、減速箱等部件因高速旋轉造成振動，存在損壞率高、安全隱患大的問題，并且傳動效果差、能耗損失大。

針對這一問題，引進應用了螺桿泵地面直驅裝置，該裝置由永磁電動機直接驅動螺桿泵，取消了皮帶及減速裝置，降低傳動損失，配套遠傳計量儀器，提高了螺桿泵井運行效率，降低了運行維護成本。采油廠規模應用了30 套，平均節電率達19%，年節電38×104kWh。

2.4.2 電動潛油螺桿泵采油工藝

電動潛油螺桿泵[6]采油系統是將潛油電動機置于井下機組的底端，通過保護器、聯軸器組件與螺桿泵的轉子下端直接連接，利用動力電纜將電力傳送至井下潛油電動機，電動機通過轉子輸出扭矩驅動螺桿泵運轉，將井液舉升到地面。

2017 年，在某廠羊9-11-1 大斜度稠油井上試驗應用電動潛油螺桿泵工藝，之后在2口特高稠油高耗能井、羊2號井叢場5口新井、羊3號井叢場1口稠油井上，也使用電動潛油螺桿泵工藝。

應用電動潛油螺桿泵采油技術，在某廠大斜度井、高黏度稠油井上“開花結果”，取得了顯著的成效。

9口電動潛油螺桿泵井年節電130×104kWh，節約電費104萬元/a，平均延長檢泵周期500天，節約作業費用50萬元/a。

3 結束語

機采系統節能降耗是一項系統工程，需要從源頭把關，降低產出水無效循環造成的能源浪費，在機采的每個環節都要嚴格控制，優化從井筒到地面設備以及設備的管理，通過加強運行管理及創新節能新技術應用，稠油油藏機采節能降耗仍有很大潛力。