采油管理區(qū)科學節(jié)能降耗現(xiàn)狀分析與措施

王維

摘 要：面對嚴峻的成本控制形勢，采油管理九區(qū)牢固樹立“精細管理挖潛力，節(jié)能降耗降成本”的指導思想，本著“節(jié)能就是效益，降耗就是增產(chǎn)”的原則，深挖內部潛力，把節(jié)能作為增效點，積極實施新舉措、新辦法，見到明顯的成效。

關鍵詞：節(jié)能降耗;分析與措施

孤島采油廠采油管理九區(qū)組建于2015 年6 月，所轄墾西油田位于孤島油田以西20 公里處，包括K71、K24、K55、K622、K623、K761 等六個復雜小斷塊，含油面積13.5km2，開發(fā)方式為常規(guī)水驅和稠油熱采。2020 年內部利潤計劃4794 萬元，老井產(chǎn)量計劃10.3 萬噸，產(chǎn)氣量計劃1140 萬方。面對寒冬期、低油價的形勢，如何降低生產(chǎn)能耗、提高開發(fā)效益，如何實現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)，已經(jīng)成為我們亟待解決的難題。

一、能耗分析

管理區(qū)能耗以電能為主。總電能能耗共分為機采系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、管理系統(tǒng)四部分。其中機采系統(tǒng)占比最大，達到61%，主要是采油井抽油機及相關設備的運行耗電。

對機采系統(tǒng)各節(jié)點進行詳細耗電量分解評價，可以看出，機采系統(tǒng)電能損耗的主要節(jié)點為變壓器損耗、電動機損耗、抽油機損耗和井下?lián)p耗四部分。

二、節(jié)能措施及成效

管理區(qū)主要對機采系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)開展了節(jié)能降耗工作，在用好老辦法的同時，積極實施新舉措、新辦法，節(jié)能效果明顯，達到了降本增效的目的。

（一）機采系統(tǒng)

1、變壓器損耗治理—變壓器減容

變壓器的變電單耗就是變壓器工作時的損耗功率與輸入功率之比。通常變壓器在60%負載下運行時，變電單耗最低。管理區(qū)變壓器負載系數(shù)多在30%-40%，“大馬拉小車”情況嚴重。同時，由于油田電收取容量費。油田電網(wǎng)內計量站2 座（含注水站），生產(chǎn)井開井26 口，注水井開井9 口，減容前計費容量達2780KVA。2019 年5 月，管理區(qū)通過對在用變壓器、電機、注水系統(tǒng)的統(tǒng)計分析，對13 口油井、一口回注井、一座注水系統(tǒng)進行變壓器調整，保證正常生產(chǎn)的情況下縮減容量1370KVA。縮減容量后，年節(jié)約容量費46 萬元，年節(jié)約電費13.2 萬元，合計節(jié)約59.2 萬元。

2、電機損耗治理—淘汰高能耗電機：

電機效率隨負載率的變化關系，通常電機的負載率在0.65以上時效率最高，負載率在0.65—1.0 范圍內效率變化較少。功率因數(shù)在負載率為1.0 左右最高，負載率低于0.5 時，效率明顯下降。與變壓器情況類似，部分油井電機同樣存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。2019 年3 月管理區(qū)淘汰了九臺大能耗電機，更換為能耗相對較低的電機，換電機后預計年節(jié)電7.9 萬kW·h年節(jié)約6.2 萬元。

3、抽油機損耗治理—功率法調平衡：

抽油機平衡率不合格不僅會影響到連桿機構、減速箱和電動機的效率與壽命，而且會使油井能耗增加，系統(tǒng)效率降低。常規(guī)的調平衡方法為電流法，即根據(jù)上下行峰值電流實施調整。由于鉗形電流表只能測出電流大小，無法反映電流的相位，所以部分抽油機，尤其是游梁機存在的“倒發(fā)電”的現(xiàn)象無法測出，此時電流法測得平衡率是不可信的。7 月份四化平臺上線，抽油機的上下行平均功率可以通過現(xiàn)場安裝的智能多功能電表實時采集，為了消除假平衡現(xiàn)象，達到節(jié)能降耗的目的，管理區(qū)開展了全面的功率法調平衡工作。

（1）游梁式抽油機

參照《提高抽油機井系統(tǒng)效率技術》中提出的游梁機平衡負載扭矩法公式：

W

R b

1

其中：△R 為平衡塊移動量，b1 為功率曲線一階正弦分量，Ω為曲柄角速度， W 為平衡塊總重。

經(jīng)過一個月的摸索和實驗，結合轄區(qū)油井實際調平衡情況，將公式修正為：

W*N

R K（P上- P下）

其中：P 上為上行平均功率，P 下為下行平均功率，N 為沖次，K 約為常數(shù)60000，當△R 為正時向外移動，當△R 為負時向內移動。

（2）高原皮帶機

皮帶機原理類似天平，抽油機配重箱與懸點均做上下往復運動，配重箱的作用是為了平衡懸點載荷。當配重箱重量等于一個沖程內懸點的平均載荷時，此時電機做功最小。據(jù)此得到以下調平衡公式：

M （F上+ F下）/2

其中：F 上為上行平均載荷，F(xiàn) 下為下行平均載荷，M 為配重箱重量。

以某一井為例，調平衡前其上行最大載荷87KN，下行最小載荷48KN，功率平衡率26%，電流平衡率89%，由功率曲線可以看出，下沖程“倒發(fā)電”現(xiàn)象嚴重。調平衡后功率平衡率達100%，“倒發(fā)電”現(xiàn)象基本消除，日用電量由110KW·h降低到72KW·h。

2019 年9 月以來管理區(qū)對轄區(qū)內所有不平衡進行了平衡率調整，效果非常顯著，用上述方法一次成功率100%。平衡合格率由37%上升到100%，由弱勢指標提升為局先進水平。經(jīng)過26 井次的調平衡工作，日節(jié)電532KW·h，年節(jié)電19.4 萬KW·h，年節(jié)約16.7 萬元。

4、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)：

（1）低效率井調參桿、管、泵的效率是影響抽油機井系統(tǒng)效率的關鍵因素，泵徑、沖程、沖次、沉沒度的大小對桿柱和液柱的慣性載荷、泵閥球的運動、柱塞的有效行程及運動狀態(tài)都起著決定作用。

四化平臺上線以來，對泵效較低、單井耗電量大的4 口油井進行調參，利用作業(yè)期間更換大泵調低沖次2 口，節(jié)電效果明顯，年節(jié)電18.9 萬KW·h，節(jié)約電費14.8 萬元。

（2）低產(chǎn)井間開

針對區(qū)塊嚴重供液不足的井通過對靜液面恢復及連續(xù)功圖的分析，制定出合理間開制度，2019 年8 月以來共制定實施了四口井的間開，既改善了工況，也達到了降低能耗的效果。間開后預計年節(jié)電18.1 萬KW·h，節(jié)約電費14.1 萬元

（二）加熱系統(tǒng)

電加熱能耗治理—利用流程改造淘汰電加熱水套爐：管理區(qū)單井管線長，進口溫度較低，回壓較高，冬季需加溫保證正常輸油。由于氣源不充足，無法滿足安裝天然氣水套爐的要求，所以有的井采用電加熱水套爐加溫方式輸油。電加熱能耗高，均采用45KW 電加熱爐加熱，每年11 月至次年3 月為使用期，年耗電量16.7 萬KW·h，年費用為11.22 萬元。

經(jīng)過論證和現(xiàn)場調研，確定了單井串聯(lián)混輸方案，解決了溫度較低和流量不足的問題。

三、下步節(jié)能工作重點

1、依托“四化”平臺，每周對各單井進行耗能分析，重點對高耗能井開展機采效率的提升治理工作，重點放在機采效率低于37%的油井上，力爭將所轄全部油井機采效率提升至37%以上。

2、繼續(xù)細化耗能節(jié)點，在抓好地面設備節(jié)能降耗的同時，逐步將重點放在提升井下運行效率上，優(yōu)化管桿泵的匹配，做到全方位節(jié)能降耗。