提升抽油機機采效率的措施研究

郭曉

摘 要：油砂山油田由于單井產量較低，整體上呈現出“低產、高耗、低效”的生產形勢，特別是在機采效率方面明顯低于其它同類油田水平，也是導致油田形成“高成本、低效益”生產局面主要因素。因此，提高抽油機井系統效率是目前油砂山油田節能降耗并提升開發效益的重要途徑。基于此，本文就影響油砂山油田機采系統效率的主要影響因素進行了統計總結，并通過分析各影響因素的影響程度，找到了提高機采系統效率的可行途徑。

關鍵詞：抽油機;機采井系統;系統效率影響因素;節能降耗

0 前言

油砂山油田屬復雜斷塊油藏，儲層埋藏深度淺（90米～800米），油層薄（平均有效厚度14米），地層壓力低，單井產量低。作為一個老油田，油砂山油田經過數十年的開發，目前整體上呈現出“低產、高耗、低效”的生產形勢，形成了“高成本、低效益”的生產局面，任何一項細小的投入，在油砂山油田都有可能造成噸油成本的急速上升，特別是在機采效率方面受抽汲參數、產液量、平衡度等多個因素的影響表現為明顯的低效，嚴重影響了油田開發效益。因此科學分析抽油機機采系統生產狀況，從生產管理和日常維護等方面進行機采系統優化，對降低油田生產成本，提高開發效益具有重要意義。

1.機采系統效率影響因素及影響程度分析

影響抽油機機采井系統效率的因素很多，基本上分為抽汲參數、生產參數和管理參數三個方面。

1.1理論分析

（1）機采系統效率：抽油系統的系統有效做功能景與系統輸入能最之比，又可分為地面效率和井下效率。

（2）地面效率：以光桿懸繩器為界，懸繩器以上的機械傳動效率和電機運行效率的乘積。

（3）井下效率：懸繩器以下到抽油泵，再由抽油泵到井口（包括回壓）的效率。

（4）光桿功率：指光桿提升液體和克服井下各種阻力所消耗的功率。

1.2影響因素及影響程度分析

1.2.1抽汲參數

由光桿功率和井下效率計算公式可知：在相同的井況和產液量，有效功率恒定的條件下：抽汲參數越大一光桿功率越大一 井下效率越低一機采系統效率越小。通過對多口井進行參數調整試驗，并對調整前后的系統效率進行測試對比分析，結果表明：在產液量保持平穩的情況下，抽汲參數減小，井下效率升高，系統效率升高。

（1）抽油泵效對系統效率的影響

通過對油田對口井的泵效與系統效率進行散點擬合分析發現：系統效率與泵效呈一定線性關系，泵效越大，系統 效率越高。

（2）抽汲參數影響程度分析

對油井結合測壓，分別對沖程、沖次、泵徑進行多次調整試驗，結果表明：調小后井下效率、系統效率上升：其中沖 次對效率的影響程度最大，其次為沖程，泵徑影響最小。

1.2.2生產參數

（1）產液量對系統效率的影響程度分析

油機采效率計算公式可知，在相同抽汲參數和工況條件下，有效功率與日產液呈線性關系，液量越高、有效功率越大、系統效率越高。選取了工作制度相近的60余口實測數據，利用離散點擬合原理進行分析研究，結果表明：一是在相同的參數和相似的工況下，產液量與系統效率成線性關系，即液量越高，系統效率越高;液量增加lm3/d，系統效率增加4.25%。 二是日產液<3m3/d的井，系統效率都低于16%，當日產液<2m3/d時，機采效率都低于合格線13%。

（2）產液量與最佳機采效率間的關系

按照能耗最低設計軟件，對測試井中液量<3m3/d的油井，通過不同參數組合測試進行分析，結果顯示：3m3/d以下的低產井在地面參數最小的情況下，平均最佳系統效率約15%，實測系統效率16%，實現率在85%以上，實現率較高，基本無優化調整空間。

（3）沉沒度對系統效率的影響程度分析

通過對近多口沉沒度1000m以上井的系統效率進行跟蹤，與相同參數的工況正常井相比，平均系統效率下降9%。

1.2.3管理參數

（1）平衡度對系統效率影響分析

平衡度直接影響電動機的輸出特性，無論是欠平衡還是過平衡，都會增加系統的輸入功率，造成系統效率降低，選取了20 多口抽汲參數、產量相似的油井驗證最佳的平衡度為80%～110%。

（2）電機對機采效率的影響

主要是電機設備性能和負載率的影響。從油田多口油井電性參數的普測數據分析，功率因數越低，地面效率越低，油砂山油田平均功率因數和平均地面效率都處于同類油田較低的水平，“大馬拉小車”現象嚴重，電機的優化空間較大。

2.提高機采井系統效率技術及效果分析

2.1井簡治理技術

2.1.1參數優化技術

（1）泵徑優化

通過優化泵徑，提高泵效和井下效率，從而提高系統效率。一是對3m3/d

（2）沖程、沖次優化

通過優化沖程、沖次等地面參數，提高地面效率，從而提高系統效率。按照“最小抽汲參數和長沖次、慢沖次”的原則，適用于供排關系嚴重不匹配的井。通過在油井實施調小參數優化實踐表明，多口井實施后產量基本平穩，平均泵效提高15%以上，系統效率提高5.4%，單井能耗降低6.4kW.h/d。

2.1.2桿柱組合優化

適用于桿柱組合不合理，偏磨嚴重井，通過桿柱組合優化，降低驢頭的懸點載荷，達到節能降耗的目的。

2.1.3平衡度調整

對嚴重過平衡和欠平衡井進行調整，從而減小電機的輸出功率，達到節能降耗、提高系統效率的目的。

2.1.4油井間開

對長期供液不足、間歇性出液、連續開抽無功消耗大的低產井，實施間開，減少能耗。

2.2節能評價模擬井的建立，為節能設備及參數綜合評價提供技術平臺

為了準確評價各種設備能耗情況和精確確定應用技術界線，建立節能評價模擬井。節能評價模擬井檢測點有：控制柜、電 機、扭矩、轉速、載荷位移、油壓、套壓、動液面、流量。主要功能：評價節能設備節能效果及適應環境、油井運行參數合理性，提供設備及參數的最佳運行方案。

2.3編制三套模版，為提升管理水平提供保障

根據調查、測試、措施效果跟蹤，編制了機采工作制度優化、設備合理匹配和管理優化三個模版，為提升采油工程系統整 體管理水平提供可操作的成果。

2.3.1工作制度優化模版

以可以直觀獲取的充滿系數和沉沒度為基礎，將油井分成節能區、故障區、合理區、提效區。不同的區域給出提高效率采 取的具體措施類型，指導參數優化。

2.3.2設備合理匹配模版

通過模版可以確定哪些設備可以匹配應用，哪些設備不能匹配應用，可以匹配的設備具體應用環境是什么，通過該模版基 層單位可以直觀確定設備匹配合理性，提升管理水平。

2.3.3綜合精細管理模版

模版分成地面設備管理、井下設備管理、綜合管理，每項工作具體的做法是什么，應該達到什么目標，均通過模版體現出 來，便于自查自檢，提升管理水平。

3.結束語

抽油機機采效率是影響油砂山油田開發效益的一個重要影響影響，統計分析認為油砂山油田抽油機機采系統效率受抽汲參數、產液量、平衡度等多個因素的影響。基于此，為進一步提升油砂山開發效益，提高抽油機機采系統效率，經過不斷的研究探索、技術創新和新工藝引進，形成了井簡治理參數優化技術和機采管理工作制度優化等多項具體的低產井提效降 耗技術體系，并經過生產實際的驗證證明了這些措施可以有效提升抽油機機采系統的效率，增油增效明顯。

參考文獻：

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