潛油電泵井百米噸液耗電量影響因素分析

安 鵬

（大港油田第四采油廠（灘海開發公司），天津 300280）

0 引言

潛油電泵井百米噸液耗電量直接反映實際能耗的高低，同時也是潛油電泵實際運行系統效率，系統效率是潛油電泵井是否處于良好工作狀態的重要標志。潛油電泵的優化配置設計目標是有效提高運行系統效率，運行系統效率的高低與油井的產能、潛油電泵的優化配置、管路阻力損失等工作特性直接相關。只有真正了解影響潛油電泵井百米噸液耗電量因素，才能有效采取措施，提高潛油電泵井的實際運行系統效率，降低電泵井的運行能耗[1]。

1 耗電量影響因素分析

2015 年至2016 年，針對勝利油田部分采油區塊進行潛油電泵配置配套升級優化，由于沒有充分收集區塊歷史數據及使用參數，使得高耗電的電泵井井數不降反升，造成采油廠用電量難以控制。電泵井總產液量占50%，而電泵井總耗電量卻占61%，平均單井日耗電量為2137 kW·h，平均百米噸液耗電量為1.03 kW·h，嚴重影響了生產經營任務的完成。根據同期油田官方數據，大慶油田電泵井的平均百米噸液耗電量為0.83 kW·h，平均百米噸液耗電低于勝利采油廠0.2 kW·h。

鑒于此種情況，對2018 年第三季度《大港采油廠電泵井能耗測試表》《大港采油廠電泵生產日報表》將百米噸液耗電量大于1.03 kW·h 的98 口井進行了統計（表1），根據現場實際數據模型進行分析，發現了造成潛油電泵井百米噸液耗電量的原因。根據機泵配置參數、生產數據，結合實際百米噸液耗電量等現場其他因素，總結得出影響潛油電泵井百米噸液耗電量的5 大主要因素依次為：電機配置功率過大，離心泵配置揚程高，井口油壓高，油井液量低，原油黏度高（表2）。對這98 口井的電機離心泵配套情況進行統計分析，按額定排量將98 口井分成5類，將現場配置揚程同實際需要揚程進行比較，將現場配置功率同實際所需電機功率進行比較（表3）。

表1 電泵井百米噸液耗電量統計

表2 電泵井百米噸液耗電量高主要因素統計

表3 98 口井電機、離心泵配套情況表

根據電泵特性曲線理論計算，配泵揚程每增加100 m，電泵井每天耗電量增加68 kW·h；電機功率每增加10 kW，電泵井每天耗電量增加38.4 kW·h。計算可以得出：以上98 口井的運行參數，通過合理配置電機功率及離心泵揚程，平均百米噸液耗電量可降低0.26 kW·h；需要通過減少電機配置功率和降低配置揚程，實現電泵井平均單井日耗電量降低。

電泵系統參數不優化是造成電泵井百米噸液耗電量高的重要原因。結合影響潛油電泵井百米噸液耗電量眾多因素進行分析總結，最終均表現為配置電機功率和離心泵揚程的匹配關系上（圖1）。影響電泵井百米噸液耗電量因子主要有泵型、排量、揚程、電機功率這4 個，它們之間互相影響和制約。

圖1 配置功率大和離心泵配置揚程高關聯

2 耗電量改進措施及方法

電泵機組本身能耗損失是無法節約的，但通過嚴格選井選泵、優化設計、合理配置等，能有效減少不必要的能耗損失，提高電泵井的系統效率，應從以下方面予以強化。

（1）嚴格選井選泵，確保油層、井筒和地面的協調。通過電泵井選井選泵技術研究，確定一套適合本油田電泵井選井的方法和原則，避免盲目選擇下潛油電泵的措施，提高下潛油電泵措施的成功率，同時有效提高電泵井的系統效率，降低電泵井的能耗。

（2）優化電泵井設計，有效減少各種功率損失。依據電泵井的歷史生產數據，結合區塊油藏的地層壓力、注采工藝方案，確定合理的油井產量預測，確保配置潛油電泵的輸送能力。根據確定的輸送能力確定合理的潛油電泵排量、泵掛深度、設計確保電泵井沉沒度控制在300～500 m，有效提高電泵井的運行系統效率[4]。配置優化設計潛油電泵的電機功率、排量和揚程，主要依據電泵特性曲線，盡可能使潛油電泵揚程、排量、效率等參數達到最優匹配，使潛油電泵在最優能耗區運行[5]。

（3）電泵機組系列優化配套技術研究。通過正交試驗，找出適合電泵工況優化的參數，達到降低電泵井百米噸液耗電量的目的，進一步開展潛油電泵井選井選泵技術研究，確定一套適用油田潛油電泵井選井的方法和原則，避免盲目選擇下潛油電泵的措施，提高下潛油電泵措施的成功率，這對提高潛油電泵井的實際運行效率是非常有效的，大大降低了電泵井的運行能耗[6-7]。