機采系統現狀及節能淺談

王瑩(中石化中原油田分公司石油工程技術研究院，河南 濮陽 457001)

0 引言

抽油機生產用電是油田生產過程中的主要耗能環節，中原油田機采系統耗電在總生產過程中的能耗超過三分之一，開展機采系統能效檢測和效率影響因素分析可以獲得抽油機井單井及區塊系統效率狀況、分析目前系統設備配置及工作參數設置中存在的問題及缺陷，尋找提高系統效率的潛力點，最終實現降低設備的能耗，降低機采井舉升成本、提高經濟效益的目的[1-3]。

1 運行情況

目前中原油田東濮老區機械采油方式有抽油機采油、電泵采油和螺桿泵采油三類。抽油機井2559口，占油井開總井數的97.7%；電泵井49口，占油井開井總數的1.9%；螺桿泵井10口，占油井開井總數的0.4%，年耗電量占油田總耗電量的35%左右，能耗大；目前平均系統效率31.6%，系統效率合格率84.8%，優良率65.6%，電動機功率因數合格率82.1%，平衡度合格率67.9%。從計算結果來分析，中原油田的機采系統每提升1個百分點，相當于節約電量1275.7×104kW·h；從主要評價指標結果來看，近年來主要機采指標都在不斷提升，但機采系統能效水平仍有很大的提升空間，節能潛力巨大。

2 影響系統效率原因分析

油井的系統效率影響因素比較多，通過對油井進行分析，得到影響系統效率和能效的主要因素如下：(1)低產液量油井沖次高。一些井由于產量遞減，泵徑或者泵況不再符合實際生產需求，導致沖次過高。沖次越高，抽油機懸點承受的動載也越大，抽油桿與液體間的粘滯阻力也越大，相應的損耗增加明顯。在相同液量及揚程條件下，沖次越高，系統能耗就越大。(2)部分油井泵與產液能力不匹配。泵徑、泵深的選擇是與油井產能、套管尺寸、油層埋深等因素緊密結合的，隨著油井產能的降低，存在泵徑、沉沒度不合理的現象。(3)部分油井受氣體影響。油井受不同程度的氣體影響，氣體進泵減少泵內的液體量，使泵充滿程度降低，甚至氣鎖，降低泵效，進而影響井下效率，造成油井系統效率降低。(4)部分低產油井未實行間開生產。一些低能低產或特高含水井長期處于24h連續開井狀態對能耗浪費嚴重，這些井可以實行間開或者關井措施，在保證產量不受影響的前提下，大幅度節約能耗。(5)部分抽油機處于不平衡狀態。隨著油井工況的變化，使抽油機上下沖程載荷隨之改變，導致原本處于平衡狀態的抽油機不平衡。抽油機平衡狀況直接影響到連桿機構、減速箱及電動機的效率和壽命，若平衡度超出80%～110%的標準規定范圍，會加大電動機內耗，使油井能耗增加，對抽油桿泵的工作狀況影響也很大。

3 提高系統效率對策

為實現中原油田機采系統節能降耗、提質增效，在保證產量的前提下，必須解決低效運行井參數優化問題，尤其是沖次、泵參數優化，同時應加強日常管理，保證抽油設備處于高效運行狀態，提高系統節能運行率。(1)對于供液能力差的油井，一方面地質上的補孔換層、加強精細注水等措施要及時跟上，另一方面工程技術管理的小泵深抽、合理的間歇采油制度等措施也要及時配套，以降低無效液量，減少電量損耗。(2)對于抽汲參數不合理的油井，要利用精準的示功圖、動液面、日產液、日產油等生產基礎數據，結合機采監測診斷，根據生產現場實際情況，優化沖次、沖程或者泵徑，提高抽油泵效。在保證油井產量的前提下，結合檢泵優化泵參數，保持與油井產液能力相匹配，提高泵效，進而提高系統效率。針對泵徑偏大的油井，結合檢泵換小泵生產；針對泵徑偏小的油井，結合檢泵升級生產；針對沉沒度不合理的油井，結合檢泵深抽或上提泵掛。(3)對受氣體影響大的井需要結合作業配套高效防氣工具和防氣措施，例如氣液混抽泵、氣錨等，同時合理控制套管氣，優化生產參數，保持合理的沉沒度，減小氣體影響，提高泵效。(4)對電動機功率利用率不合格的井要定期淘汰效率低的電機，根據實際情況推廣應用永磁電機、高轉差電機、多功率電機等節能高效電機，或者應用抽油機新型節能裝置。同時要定期維護保養抽油機，優化抽油機的管理制度，做到抽油機的潤滑、緊固都合格。(5)對不平衡的抽油井及時進行調平衡半徑，若現場平衡半徑已調至極限位置，則需更換合適的平衡塊或機型，保持抽油機平衡度在最佳范圍內。(6)對功率因素不合格的井要及時安裝電容補償或者更換合適的電容補償。

4 結語

通過采取有效的管理和技術措施，不合格井的系統效率可以達到限定值要求，具有很大的節能潛力。為進一步落實措施建議的有效性，加強對生產單位的整改監督力度，主要從兩方面著手：一方面采取后期對存在問題嚴重且節能潛力較大的機采井進行措施整改，及時評價分析，并做好整改前后效果對比，總結優秀措施，不斷提升改進，挖掘節能潛力；另一方面針對系統效率、平衡度及電機功率因數三項指標均不合格井和噸油單耗較高的低效開發井開展重點跟蹤，督促生產單位加強治理力度，落實整改效果。