低滲透油田抽油機井系統效率影響因素分析

摘要：提高機采系統效率，降低機采系統能耗，是低滲透油田降本增效的一個重要途徑。本文通過對低滲透油田30口抽油機井機采系統五年跟蹤監測，分析影響低滲透油田機采系統效率影響因素，主要是油井產液量、油井沉沒度;認為通過技術節能和管理節能可以有效提高機采系統效率。

關鍵詞：機采系統;跟蹤監測;油井沉沒度

1 30口機采系統跟蹤測試結果

為全面分析低滲透油田機采井系統效率影響因素，選擇了30口抽油機井開展節能監測，并連續五年跟蹤監測。30臺抽油機為異相型抽油機和常規型抽油機，平衡方式為曲柄平衡和游梁平衡，配套電動機主要為12級和8級永磁電機，抽油泵泵徑為44mm、38mm和32mm。五年跟蹤監測結果如下：

由表1、表2可見，30口井機采井近五年來系統效率一直維持在26%～29%之間，功率因數一直維持在0.7～0.8之間，保持較高水平。

2 機采系統主要影響因素分析

根據GB/T 33653-2017《油田生產系統能耗測試和計算方法》，整理出機采系統效率計算公式：

由公式（1）可以看出，影響機采系統效率的因素有油井產液量、油井沉沒度、液體密度、油井油壓、油井套壓、輸入功率等，在實際生產中，液體密度、油壓、套壓較穩定，變化較小，影響機采系統效率的主要因素是油井產液量、沉沒度和輸入功率。

（1）油井產液量的影響

從公式（1）可以看出，機采系統效率隨油井產液量變化而發生變化。有資料表明，油井系統效率隨產液量增加呈線性上升。結合油井跟蹤監測數據，當油井產液量增加時，雖然輸入功率增加，但輸出功率也增加，系統效率仍然增加;同樣當油井產液量下降時，雖然輸入功率減少，但輸出功率也下降，系統效率仍然下降。

P65-123井生產參數保持穩定，沖程1.2m，沖次4分鐘/次，泵徑32mm，從表3可以看出，P65-123井系統效率隨油井產量下降而下降。

（2）油井沉沒度的影響

從公式（1）可以看出，油井沉沒度小，有效揚程高，系統效率隨有效揚程增加而增加，但沉沒度過低，則泵吸入壓力過小，泵吸入液量減少，輸出功率減少，系統效率下降;同時沉沒度過高，有效揚程過低，泵的吸入液量不會繼續增加，輸出功率減少，過高的沉沒度也會造成抽油機懸點載荷增加，輸入功率增加，機采系統效率下降。多口井的跟蹤監測數據均反映出了沉沒度變化和系統效率變化的明顯關系（表4、表5、表6），因此，油井保持合理的沉沒度，是機采系統效率處于較高水平的關鍵。有資料表明，沉沒度在100m～500m范圍是較合理范圍。

P43-811、P45-82、P76-114井生產參數均保持不變。P43-811井沉沒度從50米增加到416米，雖然有效揚程降低，但產液量大幅增加，輸入功率和輸出功率變化較小，系統效率保持穩定;當沉沒度繼續增加到631米時，有效揚程降低，油井產液量未明顯增加，輸出功率下降，系統效率下降。P45-82井沉沒度變化較小時，系統效率隨產液量變化，當沉沒度從883米減少到204米時，有效揚程增加，輸出功率明顯增加，系統效率上升。

（3）電動機輸入功率的影響

從公式（1）可以看出，當油井輸出功率不變時，電動機輸入功率增加，系統效率會下降，當電動機輸入功率減少，系統效率會上升。

電動機輸入功率受地面因素和井下因素等方面影響。電動機、皮帶、減速箱、四連桿等影響地面因素，盤根盒、油管、抽油桿、抽油泵影響井下因素，油井產液量、沉沒度均會影響電動機輸入功率。

跟蹤監測的30臺抽油機井平衡度合格率保持在50%以上，配套電動機均是高效永磁同步電機，平均電機功率利用率在18%～20%之間，皮帶松緊合適，減速箱潤滑良好，盤根盒松緊適中，抽油桿柱組合合理，井下油管、抽油泵無漏失，對電動機輸入功率影響較小。

3 機采系統采取的主要節能措施

機采系統節能措施主要有技術節能和管理節能。

（1）技術節能

低滲透油田在提高機采系統效率方面，推廣應用高效永磁同步電機，推廣應用節能抽油機（如彎游梁抽油機），對抽油機節能改造（如部分抽油機裝尾平衡），推廣應用變頻控制技術，推廣應用節能降速裝置等。

（2）管理節能

油井生產是動態變化的過程，除了加強抽油設備日常維護管理，使機采系統地面部分處于良好狀態運行，對油井生產參數的管理也是重中之重，跟蹤監測發現，及時調整生產參數，對提高機采效率，降低機采能耗有重要作用。

從表6可以看出，管理人員根據油水井生產變化情況，及時調整生產參數，調整后機采系統效率明顯增加。

4 認識

1）低滲透油田油井產液量、沉沒度是影響機采系統效率的主要因素，油井沉沒度與產液量之間存在影響關系。

2）低滲透油田油井保持合理的沉沒度，可以提高機采系統效率，降低機采系統能耗。沉沒度過低或過高，都會降低機采系統效率，增加機采系統能耗。

3）通過技術節能和管理節能相結合，優化調整油井生產參數，使油井沉沒度保持在合理范圍，可以提高機采系統效率，降低機采系統能耗。

參考文獻：

[1]楊勇楠.抽油機井沉沒度與能耗關系的研究和試驗[J].石油石化節能，2012（5）：17-19.

作者簡介：

徐同歡（1986—），男，大學，工程師，主要從事節能監測工作。