抽油机井现场节能管理与实践

抽油机井现场节能管理与实践

梁丽1杨雷2贾福林3

1大庆油田有限责任公司第八采油厂第二油矿206队黑龙江大庆163000；2大庆油田有限责任公司第八采油厂第二油矿205队黑龙江大庆163000；3大庆油田有限责任公司第八采油厂第二油矿202队黑龙江大庆163000

摘要：在改革开放的新时期，我国的综合国力在不断的加强，目前举升设备以抽油机为主，系统效率作为评价抽油机举升效率的重要指标，当系统效率低于22%视为效率偏低。通过系统效率测试显示，系统效率偏低井一般具有耗电量高、举升单耗高、产液量低的特点，结合系统效率影响因素分析，系统效率偏低主要是由于产液产量、参数不合理、设备不匹配等原因造成的。为改善系统效率偏低的生产状态，结合现场管理经验，以实际运行参数为基础，进行系统效率影响原因分类，制定地面参数优化、泵径更换、节点控制、间抽、拖动设备优化措施，收到的显著的节能效果。

关键词：系统效率；影响因素；节点；节能

引言

随着油田开发的不断进行，使得开发的难度越来越大，为了减少开发成本，不仅需要对开发工作进行有效的安排和管理，从而实现资源的优化配置，而且还应该对生产资料进行节约，从而全面的将生产成本得到降低。在油田开发的过程中，抽油机是必不可少的设备，抽油机井整体系统也为油田的开发创造了良好的条件，但其效率仍受众多方面的因素所影响，以致于其节能效果不佳，因此，可以通过一些措施对存在的这些影响因素进行有效的控制，从而增强系统的节能潜力，并提高系统的应用效率，并降低生产成本，最终实现油田企业的经济效益。

1影响抽油机井系统效率的主要因素

对于抽油机井系统的工作效率，其影响因素是多方面的，而且井上、井下的系统设备均会对其产生一定的影响，但主要的影响因素：一是存在着参数设计的不合理问题，这不仅影响抽油机系统的正常运行，而且还会因油井产物的黏度过高而影响出油率。二是抽油机的电量消耗占油田整体电量消耗的40%以上，这是造成生产效率低下，能源浪费的主要因素。三是由于部分抽油机井生产过程中存在着空抽以及负载率低等问题，也会造成电能浪费。四是部分设备老化，因为部分油田企业考虑到成本投入较大不进行设备更新，老旧的抽油机设备长期处于工作效率低下的状态，增加了运行成本，造成不必要的浪费。五是对运行工况的忽视，由于抽油机终年处于野外恶劣的工作环境中，在多种不良的腐蚀因素工况中运行，相应的维护管理措施很难及时到位，使抽油机井系统各部件之间的摩擦力增大，为克服这种阻力产生了较高的电力消耗。

2节能措施制定与实施

2.1管理措施

众所周知，在没有增产措施或地层条件变化的情况下产量不会改变。为提升系统效率只能在尽可能保障产量不变或小幅度降低产量的条件下减少抽油机能耗损失，目前普遍应用的节能措施有调整冲程、冲速、泵型、泵深和间抽达到降低能耗措施，且一般按照先调参后间抽再换泵的调整原则。依据每月示功图、沉没度测试，显示供液不足井，筛选冲速大于或等于4次/min、冲程、泵型具有下调余地井。根据产量需求，结合IPR曲线，如图1所示：按照长冲程低冲速的调整原则，实施冲程、冲速、泵型调整。比较理想的状态是将沉没度调整至180~250m，既能保障抽油泵高泵效抽吸，又能将冲程损失控制在较小范围内。两项流流压低于饱和压力产量表示为：

式中：qo—产量，m3/d；qb——饱和压力产量，m3/d；qc——低于饱和压力最大产量，m3/d；pwf——井底流压，MPa；pb——饱和压力，MPa。

同时，在生产参数没有下调余地情况下，针对沉没度低于200m，功图显示供液不足井，采取间抽措施降低抽油机能耗。由于间抽节能效果与间抽制度密切相关，所以间抽制度的确定显得尤为重要。间抽制度的确定比较直观有效的方法是向油层中部深度下入压力计，通过压力测试反映沉没度变化情况，再根据现场实际情况（例如：工作时间、产量需求等）确定合理的开关井时间。同时结合现场实际情况和间抽设备数量，将间抽制度分为人工间抽制度和多频次间抽制度，如表1所示，减少影响油量，增加节电效果。

图1组合型IPR曲线

表1现场间抽制度表

2.2对设备进行分析

通过现场调查设备完好率以及节能效果的具体状况，可以得出节能电动机和抽油机能够完好的对油井工况进行全面的适应，而对于节能控制箱而言便相对较弱。通过原因分析可知，产生这种状况的原因有两方面。其一，油井的工况出现了新的变化，节电箱未能够进行适应，通过对54口油井进行调查，发现这种情况的发生率为84.6%；其二，相当一部分节电箱在使用的过程中出现缺失和功能损坏，并且出现这种现象的原因主要在于当配件缺失时，不能够对其进行及时维修，从而导致节能效果较差。所以对设备进行合理有效的动态调整，并对节能产品的更新换代进行保证，对于节能、提升系统效率而言意义重大。

2.3提升抽油机井系统效率

为了提升抽油机井系统效率，要对油井电参数认真分析研究，在提高地面系统效率中，针对能耗高的油井，在不影响其产量的情况下，可以采取调小工作参数、调整间开制度、优化调整抽油机平衡等措施；在提高井下系统效率中，可以优化抽油机井泵挂深度、泵径等参数。通过实施一系列地面和井下优化措施，可以提高油井的泵效、电机效率、抽油机平衡度和对中率，使整个抽油机井系统高效运转。

2.4技术措施

据统计，在用电动机主要包括高转差、高启动力矩、永磁、Y系列电动机。由于抽油机启动扭矩远远高于正常运行扭矩的特点，现场在用电动机荷载过低的问题很突出。由于每年资金投入有限，不能完全依靠采用新设备提升设备效率，只能有针对性的淘汰Y系列和老旧电动机，且目前节能电动机应用比例已达98.2%，所以提升电动机效率存在相当大的难度。目前现场针对电动机问题主要做法是“调整为主、更换为辅”，首先进行电动机功率利用率排查，筛选功率利用率低于20%和高于60%井，结合电动机效率曲线，如图2所示：筛选低效运转电动机。同时根据实测抽油机悬点载荷，计算出实际需求功率，在考虑电动机启动扭矩的情况下实施电动机对调，将电动机功率利用率调整至30%左右，在高功率利用率电动机效率小幅降低的情况下大幅度提高低功率利用率电动机效率，从而实现电动机效率的提升。

图2电动机效率曲线图

通过电动机更换、对调，现场仍然存在部分井负荷过大、启动扭矩大、启动困难现象。即使更换了新电动机，只能是载荷过低运转，且容易造成皮带磨损和断裂，传动效率无法保证的问题。为此，近年试验应用了抽油机永磁半直驱拖动装置，设备启动力矩大，取消了皮带传动，减少5%左右皮带损耗，同时降低电动机容量提升电动机效率，综合节电率22.20%。

结语

综上所述，抽油机井在生产的过程中，影响其系统效率的因素比较多，在因此，相关管理部门应该对油田开发的实际情况进行结合，并对抽油机井进行严密的管理，对平衡度进行及时调整，还要对参数进行调小，并重视小排量泵的适当应用，从而能够使系统效率得到全面的提升，达到节能减排的效果，从而降低油田企业的生产成本，实现油田开发的可持续发展。

参考文献：

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[4]费飞．抽油机电动机节能方法探讨[J]．中国电力教育，2011（3）：139-141．