油田機采系統效率影響因素分析與防止對策

張建峰

摘要：油田機采系統效率是衡量一個油田采油技術水平的主要指標，長期以來，由于偏于追求原油產量，對機采系統效率工作重視不夠，使油田開采成為低效率高能耗行業。機采井是油田的主要耗能設備之一，提高機采系統效率是油田節能的關鍵環節之一。如何最大限度的提高有桿抽油系統效率，實現用有限的產出，換取最大的效益，是保證油田高效生產的重要途徑之一。

關鍵詞：油田機采系統;效率因素;對策

油田機采系統效率是反映機采管理水平的一個重要指標，其影響因素較多，涉及面廣。提高機采系統效率，是一個全面組織協調對抽油機拖動系統、抽油桿、抽油泵以及配套技術的研究和開發工作。通過對抽油機系統效率的研究，采用先進的節能技術，優化設計參數匹配，加強管理，是能夠提高抽油機系統效率，達到節能降耗、降低采油成本的目的。

一、機采井系統效率影響因素

抽油機井系統效率是指將液體舉升到地面的有效做功能量與系統輸入能量之比，并且根據機采系統的特點，可以將抽油機以光桿懸繩器為分界點分為兩部分，下面就根據地下，地面兩部分來分別論述抽油機系統效率的影響因素。

1、井下系統效率影響因素，井下系統效率的計算公式為：

從公式中可以看出，油井液量、動液面、示功圖面積沖程、懸點載荷、沖次是影響井下系統效率的主要因素，而它們本身也受著油層供液能力、液體粘度、井斜軌跡、泵掛深度、油管管徑、泵桿桿徑、桿管材質等因素影響。因此，提高井下系統效率的潛力在于：一是從油井產量入手，通過各種油層改造技術，注水配套技術等來改善油層的供液能力，提高油井產量，提高油井的系統效率;二是通過下泵深度、抽汲參數、管柱組合的優化，從而減小各種無功損耗，達到提高系統效率的目的。

2、地面系統效率的影響因素。機采井地面所損失的功耗主要由電機損失的功耗及抽油機摩阻損失的功耗兩部分組成，這其中又以電機所損失的功耗最大，且抽油機摩阻損失的功耗可以通過日常管理使其達到最好的運行狀態，因此，地面部分的薄弱環節就是電機效率，因此電機的匹配程度直接影響地面系統效率的高低。普通異步電機裝機容量大，當電動機啟動后，絕大多數電機都是在定速拖動方式或輕重負荷變化拖動方式下運行。這種高低功率的不平衡匹配，是電動機長時間處于輕載和定速運行的低效利用狀態，電機效率較低。并且由于抽油機負荷變化較大，電機負載率低現象嚴重，尤其是對低產低效油井，更是如此。

二、提高機采井系統效率的對策

1、地面方面

（1）加強能平檢測，強化地面節能管理工作。低效電動機的更換。根據機采系統耗能狀況分析：地面部分的能量損失主要在電動機，因此要提高系統效率，就要提高電動機的運行效率，對電動機老化、運行效率低、耗能大等缺點，要加強能平檢測，及時發現，及時更換。減少地面磨損。地面部分的能量損失除電動機外，還有三角帶、減速箱、抽油機的連桿機構。因此電機變速箱、皮帶輪、光桿應及時保養、更換、扶正，并加強對抽油機運行時的潤滑，減少連桿機構的磨損，以免造成不必要

的傳遞能量損失，降低傳動效率。

（2）及時調整抽油機平衡，提高機采系統效率。抽油機平衡不良時會出現發電現象，導致大量電能損耗。抽油機平衡越差，電機輸入功率越大，耗電量越高。根據油田實測數據，做出的一般情況下，游梁機平衡率與耗能的關系曲線。平衡率在80 -100% 時抽油機耗量最低。當平衡率達120% 以上時，比80% 時1 小時多耗電0.25kW·h，平衡率低于70% 后，比80% 時1 小時多耗電約0.15kW·h。我們對抽油機進一步加強了平衡率的調整工作，對于調平衡后電流法判斷為平衡較好，但耗電量卻升高的井則利用功率曲線重新調整抽油機平衡，消除電流假平衡現象，效果顯著。通過調整抽油機平衡工作的進一步開展，對降低油井耗電提高機采系統效率起到了積極作用。

（3）合理匹配電機降低電機功率，減小空耗損失提高機采系統效率。為了對現場的換電機工作進行指導，通過試驗、摸索，總結出選擇抽油機電機功率的光桿功率法，即根據光桿功率選擇抽油機電機額定功率。對負載率低的電機進行“大調小”，提高抽油機電機負載率，提高機采系統效率。落實抽油機保養、調整工作，減少傳動損耗提高機采系統效率，抽油機各部件松動或潤滑保養不好，造成皮帶及抽油機各部件之間的摩擦、打滑、變形，致使抽油機不平穩運行，從而無功耗電，對此認真落實機械設備的緊固、潤滑、保養、調整工作，確保抽油機正常運轉。有效的減少了無功損失，降低了有功功率。提高了機采系統效率。

2、井筒方面。供液良好井確定合理沉沒度。一般來講，動液面在保持一定的情況下，并不是沉沒度越大越好，而是有一個合理的界限。如果沉沒度過大，就會造成抽油機能耗的增大，造成機采系統效率的降低。針對沉沒度不合理的井采取上提泵掛措施，不僅節省了大量的管桿材，而且在節能降耗延長機采系統效率，延長檢泵周期中也取得很大效益。供液差井采用“合理泵徑、長沖程、慢沖次”針對一些供液能力較差的井，我們采取“合理泵徑、長沖程、慢沖次”的經濟調參理念，提高抽油泵的充滿程度。

3、日常管理方面。加強日常加藥熱洗維護工作。對于采油隊來說油稠與結蠟是造成抽油桿在井筒中的摩擦力顯著增加、抽油機負荷上升、單井耗電量增加的主要原因。加藥熱洗作為油井日常清蠟、降粘等日常維護工作的主要手段，可以有效地降低抽油機負荷，減少了油井耗電量。減少井口回壓套壓的影響。針對回壓高的單井，對油井產液物性進行認真分析，找出導致回壓高的原因，對癥下藥。首先是混輸泵管網整體降干壓，另外對于單井回壓較高的油井采取加裝井口水套爐的辦法，一方面可以提高產液輸送溫度，另一方面可以有效的破乳降低輸送阻力。生產中合理控制套管氣，減少氣體影響，提高泵效。對于出砂井，控制放套管氣速度，避免地層震蕩出砂。

抽油機系統效率是衡量油井工作狀況的主要指標，系統效率反映著油井的生產水平，抽油機的耗電能力，目前各油田產量緊張，單方液量成本高，有必要對影響抽油機系統效率的因素進行研究，以最經濟的方式實現最大的效益。

參考文獻：

[1] 王 艷.抽油機效率測試系統可靠性研究[D].武漢：武漢理工大學，2017.

[2] 張強德，趙景茂，等.提高機采系統效率技術應用[J].石油鉆采工藝，2016，（6）.

[3] 萬立民 班文華《抽油機系統效率測試在油田的應用和推廣[J].科技創新導報，2017，35.