浅析抽油机井系统效率现状与潜力
   来源:中国科技博览     2021年08月06日 15:31

李鹏

[摘 要]临盘采油厂采油管理四区年生产用电2.3×107kWh,机采系统耗电1.12×107kWh,占总生产能耗的48.8%,成为油田生产中的主要耗能环节。经测算,临盘采油厂机采系统效率在现有基础上提高一个百分点,年耗电可节约470×103kWh,机采系统节能降耗挖潜空间较大。2016年12月管理四區抽油机井正常开井283口,因此抽油机井的系统效率水平即决定了管理区的指标水平,有必要分析该指标的运行情况及存在的潜力,为今后的节能增效提供技术参考。

[关键词]抽油机 平衡度 技术降电

中图分类号:TE933.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)04-0030-01

一、管理四区抽油机井系统效率指标运行情况

1.总体情况

从全管理区来看,2016年12月抽油机井开井数283口,同比增加12口,平均下泵深度1484m,比去年加深7m,平均动液面1083m,下降15m,平均日产液量15.6t/d,下降0.3t/d,有功功率减少0.147kW,单井日耗电降低3.5kWh,系统效率31.15%,提高1.42%。

2.抽油机井分区间统计对比

从系统效率各区间井数及所占比例来看,两年来变化较大。抽油机井系统效率低于10%的井数28口,占9.9%,比去年减少10口,10%-20%区间井数59口,占21.1%,20%-30%区间井数61口,占21.7%,高于30%的井数134口,占47.3%,可以看出,系统效率低于20%的井数减少,高于20%的井数增加,总体指标向好。

二、近年来提高系统效率所做工作与试验

近年来,管理区上下围绕提高抽油机井系统效率做了很多工作与试验,从抽油机、节能减速器等地面设备的优化更新,到井下抽汲参数、杆管泵的优化配套,全方位提高地面效率和井下效率的各个组成节点,为系统效率指标的稳步提升提供了坚实保障。

1.抽油机

(1)平衡度调整

在采油生产的过程中,由于原油物性的变化,油层供液能力的变化及油井工作制度的改变,都会破坏抽油机原来的平衡状况,为了保证抽油机安全运行,并实现节能的目的,必须随时对平衡度不达标的抽油机井调整。

目前现场一般采用两种方法调整抽油机平衡:电流法和功率法。电流法操作简单,现场应用普遍。功率法调平衡与电流法调平衡相比,能消除电流法在特殊情况下的假象平衡,尤其适用于某些用电流法测试抽油机平衡但吨液百米耗电较高的油井。

(2)机型优化

理论研究与现场实践表明,举升相同的液量,长冲程、慢冲次的参数组合能够以更高的泵效、更低的能耗完成,相比短冲程、快冲次更节能,系统效率更高。同时,在冲次降低的情况下,井下抽油泵阀球的启闭次数减少,减缓了阀球与阀座的撞击与磨损,提高了抽油泵的使用寿命。

从优化参数与降低能耗的角度出发,近年投入的抽油机主要是长冲程的游梁式抽油机和更为节能的皮带式抽油机。目前抽油机的设计原则为:低渗油藏液量低、泵挂深、载荷大的油井以应用皮带机为主;中高渗油藏泵挂浅、液量低、载荷较小的应用10型游梁机,液量高、载荷大的应用12型游梁机。

2.井筒配套

系统效率的计算公式为:系统效率=地面系统效率×井下系统效率

井下系统效率=盘根盒效率×抽油杆效率×抽油泵效率×油管柱效率

提高井下系统效率是提高整体系统效率的重要一环,而提高井下系统效率就是要提高各个组成节点的系统效率,提高井下抽油杆、油管、抽油泵的效率,减少杆管摩擦损耗、减少油管、抽油泵漏失,提高产液量和降低能耗,实现系统效率的提升。

3.参数优化与技术降电

抽油机井参数的选择,要根据油井的产能和合理的流压,使泵排量、举升能力与油井产能、流压相协调,从而使机采井在合理工况下高效稳定生产。

优化原则:在保持产液量不降低、沉没度合理的前提下,根据设备能力确定合理泵挂深度,进行抽汲参数优化选择及杆柱校核,获得较高的有效举升高度和泵效,保障杆柱安全的前提下降低抽油机的耗电量。

在抽油机额定载荷、额定扭矩允许的范围内,有多种能够满足抽汲目标产量的参数组合,每一种组合对应着一种能耗即对应着一种系统效率。因此,为了提高系统效率,必须不断的优化油井生产参数,在地面及井筒条件允许的情况下选择能耗最低的那组参数。

2.低系统效率井低效原因与潜力分析

根据低效井按泵效、沉没度分区间的统计结果,可将其分为以下几类:

(1)低泵效、低沉没度井。泵效低于30%的油井48口,平均日液仅2.7t/d,供液不足、低液是导致该部分油井低效的主要原因。其中沉没度小于300m、泵效小于30%的低效油井39口,沉没度300-600m区间泵效小于30%的有88口,共计9口。主要分布在低渗油藏区块,平均日液仅2.7t/d,此类油井供液不足、泵效低,下步通过加强注水补充地层能量,并根据油井井筒实际情况优化油井参数,实施适度降参、加深泵挂深抽等措施,实现节电或提液目标。

(2)低泵效、高沉没度井。泵效低于30%的油井87口井中,有41口油井沉没度大于600m,但平均液量仅2.5t/d,此类油井动液面波动大或难以准确测试,或者油管、抽油泵处于漏失生产状态。下步应落实该部分油井的动液面、工况信息,严格执行操作规程,查明高沉没度但低效的原因,优化油井的生产参数,实施检泵作业等措施。

(3)高泵效、高沉没度井。沉没度大于600m、泵效大于50%的低效油井8口,主要分布在中高渗油藏区块,动液面较高,平均日液17.6t/d,此类油井供液充足、泵效高,属于提效潜力较大的一类。此类油井应根据油藏、井筒、地面设备等情况综合考虑,优化生产参数,制定上调参、泵升级提液或上提泵挂等措施,实现减小沉没度、降低耗电量的目标。

(4)泵效、沉没度相对合理井。除了以上三类问题突出的油井,其余140口井沉没度、泵效相对合理,但系统效率仍偏低。

四、结论

1.结论

(1)提高系统效率工作范围广、工作量大,涵盖了地面机电设备、参数优化、井筒杆管泵及工具配套等各个方面,管理区指标的提升凝聚了所有生产管理与技术人员的智慧与汗水。正是每年成百上千井次的调整,换来了管理区指标的稳步提升,节约了几十万度电,给管理区带来了实实在在的效益。

(2)提高系统效率应首先从参数优化、调平衡等投资少、见效快的措施开始,对于老井以生产参数优化及完善管杆泵配套工艺为主,以设备调整和改造为辅;对于新井以优化抽油设备为主,采用节能抽油设备,完善管杆配套工艺。

(3)系统效率偏低的原因有产液量低、有效举升高度小、耗电量高等,提高各类低效油井的系统效率必须对症下药,采取调整沉没度,提高油井的有效举升高度、提高产液量等有针对性的措施,确保措施有效。

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