抽油機井能耗定額的制定與應用

王榮久（大慶油田有限責任公司第三采油廠）

1 10 型機定額趨勢分析與關系曲線的擬合

抽油機井噸液百米耗電是指原油開采過程中把一噸液量從地下提升一百米所消耗的電能。噸液百米耗電能夠綜合反應抽油機井的用電和生產情況，因此選擇噸液百米耗電作為抽油機井的定額指標能夠為抽油機節能管理提供綜合性指標，并提高抽油機井沉沒度治理工作的質量[1]。

式中：W為噸液百米提升高度有功耗電量，kWh/(102m·t)；P1為輸入功率，k W；Q為油井產液量，t/d；Hd為油井動液面深度，m。

影響噸液百米耗電的參數有產量、液面、有功功率[2]。對于一口注采條件不變的抽油機井，產量變化動液面也會對應發生變化，所以產量、液面對抽油機井的噸液百米耗電影響較大。為了研究噸液百米耗電在不同液面、產液條件下的變化規律，將10型機總計9 193口井的能耗測試數據分0~300 m、300~600 m、600~900 m三個液面區間，繪制不同產量對應的噸液百米耗電曲線。

從0~300 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到60 t/d時出現拐點，噸液百米耗電隨著日產液量的增加下降速度變緩[3]。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，10型機0～300 m擬合曲線見圖1。

圖1 10型機0～300 m擬合曲線

從300~600 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到60 t/d時出現拐點，噸液百米耗電隨著日產液量的增加下降速度變緩[4]。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，10型機300～600 m擬合曲線見圖2。

圖2 10型機300～600 m擬合曲線

從600~900 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到70 t/d時出現拐點，噸液百米耗電隨著日產液量的增加下降速度變緩。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，10型機600～900 m擬合曲線見圖3。

圖3 10型機600～900 m擬合曲線

2 14 型機定額趨勢分析與關系曲線的擬合

將14型機總計7 126口井的能耗測試數據分0~300 m、300~600 m、600~900 m三個液面區間，繪制不同產量對應的噸液百米耗電曲線。

從0~300 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到90 t/d時出現拐點。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線[5]，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，14型機0～300 m擬合曲線見圖4。

圖4 14型機0～300 m擬合曲線

從300~600 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到90 t/d時出現拐點[6]。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，14型機300～600 m擬合曲線見圖5。

圖5 14型機300～600 m擬合曲線

從600~900 m的曲線可以看出，隨著日產液量的增加噸液百米耗電呈現下降趨勢，當日產液量達到100 t/d時出現拐點。根據噸液百米耗電的發展趨勢擬合出趨勢線，并可得出噸液百米耗電與產液量的公式，14型機600～900 m擬合曲線見圖6。

圖6 14型機600～900 m擬合曲線

3 定額修正及誤差

為了能夠更準確地計算不停驅替方式下抽油機井的能耗定額，將2015—2019年抽油機井10型、14型機不停液面條件、不同驅替方式下的數據進行統計，并與公式計算的定額值進行比對，通過比對確定不同驅替方式下的修正系數[7]（見表1）。

表1 10型、14型機不停液面定額計算

根據2015—2019年10型、14型抽油機井的測試數據擬合出的定額計算公式計算2020年10型、14型機的定額值，并與實際的定額進行對比，最終計算出誤差率[8]。2020年10型機定額計算誤差分析見表2、2020年14型機定額計算誤差分析見表3。

表2 2020年10型機定額計算誤差分析

表3 2020年14型機定額計算誤差分析

10型、14型機的誤差率大部分低于26%，其中10型機聚驅井的定額計算誤差率相對較大，需要重新擬合修正，提高公式計算精度，14型機計算定額均低于時機定額值，誤差率大部分低于15%，計算精度相對較高。

4 現場應用及效果統計

2021年初根據能耗定額的擬合公式及修正系數制定了10型、14型機的定額指標[9]。指標下達后各作業區根據自身實際情況與指標的差距進行低效井的分析與治理工作，對低于定額值的低效井采取針對性措施，一是采取管理措施，進一步挖掘原有系統節能潛力，優化匹配運行參數，強化生產運行管理，實施精細清防蠟管理，累計實施調平衡、間抽、控制盤根松緊度、合理套壓控制等3 815井次。二是采取技術措施，提高舉升設備利用率、降低運行載荷、降低電量消耗，累計實施優化單井設計、優選沖程、沖次、電動機優化調整等措施1 262井次。截止到年底，各項定額指標全部完成，累計節電362.26×104k Wh，節電經濟效益244.13萬元[10]，2021年能耗定額應用效果見表4。

表4 2021年能耗定額應用效果

5 結論

通過分析數據及影響因素建立機采井能耗定額指標值的分析方法，計算出定額值。通過能耗定額的編制，推進“低-高效井”對標模式。技術上采取優化單井設計、優選沖程、沖次、電機調整等措施；在管理上，實施精細清防蠟管理，結合調平衡、間抽、控制盤根松緊度、合理套壓控制等節能措施，實現了單井日耗電控制在定額之內。能耗定額管理的方法可以有效地指導抽油機井節能管理，實現抽油機井的高效運行。