機采節能技術研究與應用

張辛

摘要：有桿抽油作為世界石油工業傳統的采油方式之一，是應用最早也最為廣泛的一種人工舉升采油法，迄今為止在采油工程人工舉升方式中一直占主導地位，在我國石油幵采中發揮著舉足輕重的作用。有桿泵采油是石油開釆中最主要的開采方式，游梁式抽油機仍然是主要的機械采油設備，使用比例高達90%以上。隨著油田開發的不斷深入，采油成本逐年遞增，幵展有桿抽油系統能耗與節能技術研究，對油田節能降耗及高效開發具有很強的現實意義。

關鍵詞：抽油機;電機;系統效率;能耗

引言

常規有桿抽油一直是最為廣泛應用的一種傳統機械采油方式，也是迄今為止在采油工程中一直占主導地位的人工舉升方式。據有關資料統計，目前全國有9萬多口井，其中常規抽油機占80%以上，其耗電量占油田油氣生產總耗電量的30%左右。其系統效率一般不足30%，有一些甚至在5%以下。按最新資料統計，國內有桿抽油的系統效率以大慶油田為最高達30%，勝利油田為24，也就是說整個機采系統工作過程中有70%以上的能量做了無用功，造成了大量的浪費。如何應用各種節能技術和方法提高抽油機井的系統效率，實現機采設備節能降耗，是當前油田可持續發展面臨的主要任務之一。

1?精細對標管理，挖掘系統潛力

系統效率測試工作是各項采油工作的基礎和依據，工程系統確立了以“泵掛”和“產液”為標準的對標體系。年開展系統效率測試兩次，根據測試結果開展達標井和未達標井的雙向分析，尋求單井節能潛力并制定合理的下步對策和方案。低產低效井，轉變生產方式，科學投入;高產液高含水井，綜合分析，有效堵水;日常管理方面，強化細化分析，精細管理。

2?實施分級管理，突出區塊治理

實施分類管理，區塊集中治理。對區塊進行ABC法管理：根據區塊平均系統效率全廠區塊分為四類，差區和較差區是集中治理的重點。

3?系統優化調整，提高地面效率

3.1 電機優化匹配

目前抽油機的電動機主要從三個方面實現節能：其一，人為地改變電動機的機械特性，主要是改變電源頻率，以實現與負荷特性的柔性配合;其二，從設計上改變電動機的機械特性（如高轉差率電動機和超高轉差率電動機），從而改善電動機與抽油機的配合;其三，提高電動機的負荷率和功率因數。已經成功研制了變頻調速電動機、雙速電動機、超高轉差率電動機、電磁滑差電動機、稀土永磁電動機、繞線式異步電動機等驅動設備。

因此，我們首先確定不同電機使用的節能高效區間，其次，確定節能產品在不同井的匹配原則，達到提高功率因數，減少輸入功率，提高節能設備有效利用率的目的。在低產低滲油田，在條件允許的情況下，電機匹配應遵循以下原則：

A、對于供液充足的高產非稠油井，宜選用6、8極的電動機;

B、對于稠油井選用8極以上的電動機;

C、低滲透、供液不足的低產稀油井或特稠油井，宜選用12極（12極電機最高沖次不能超過3次/分）。

D、對于需要經常洗井作業的低產井，宜選用6/12極、8/12極雙速電動機，以便快速抽出洗井液并在低速下正常運行。

E、單速與雙速電機的選擇：由于雙速電動機共用一套定、轉子系統，為兼顧兩個轉速下的指標。在同機座號情況下同一轉速時與單轉速電動機相比，功率、效率、功率因數和堵轉轉矩等技術指標都有一定的降低，所以，在地質條件不復雜、井況較穩定的情況下應需選擇單轉速電動機。

全年實施電機優化匹配30口井，一個匹配單元平均有功節電率按57%、平均單井有功功率100kw.h，一個匹配單元可實現月節電 100 *57% * 30=1710kw.h，年節電2.05萬kw.h。

3.2?稀土電機充磁

永磁稀土電機隨著生產時間的延長，及油井生產狀況造成的載荷或輸入電壓的波動，使其內部磁場強度會逐漸減弱，出現消磁的現象，經現場研究統計發現，新稀土電機正常使用三年便會出現退磁現場，是電機節能效果減弱。因此，我們通過對磁鋼進行充磁處理，使其接近或達到開始時的磁場強度，以提高或延長稀土電機的使用壽命和節能效果。

本年度結合系統效率測試分析，對功率因數小于0.5的稀土電機進行充磁處理，共計完成72臺，平均單井功率因數提高0.42，單臺日節電約為11.6度。

3.3?開展間抽生產

以單井經濟效益評價為依據，對低產低效井開展規模間抽，針對我廠區塊多，井況復雜，油品性質多樣性的特點，利用井口連續液面裝置進行在各區塊選取典型井25口井進行前期試驗，摸索不同區域液面恢復規律，制定“一井一策”間抽制度。按照躲峰填谷的思路進行落實。全年有效實施間抽352口井，累計節電330.9萬度。

4?圍繞供排協調，提高井下效率

我們以 “優化、簡化、提效”為總體思路，“以最優沖次為前提、然后確定合理沖程和泵徑”的調整原則，利用“采油采氣工程優化設計與決策支持系統”對單井調參設計，在保證產量不變、效率最優前提下進行參數優化;通過與地質所包隊、各采油隊工程及地質技術員一起開展單井經濟參數評價討論會，確定單井最佳的生產方式和生產參數，并落實執行。

5?強化老井基礎管理，提高基礎管理水平

為落實全面實現的降本增效工作，強化采油現場“五率”管理，打造采油井規范化、標準化管理，實現管理節能的目的。

6?結論

（1）系統效率測試分析是節能工作深化研究的基礎和必要條件;

（2）節能設備的合理匹配優化可以更加充分的發揮設備節能潛力;

（3）不同類型井的經濟泵效不同，因此，參數優化的重點及順序也應有所不同;

（4）井下合理流壓研究是今后調參及節能工作研究的目標和發展方向;

（5）新型節能設備的試驗和合理使用看有效的推動節能工作的開展。