淺析抽油機(jī)井能耗控制方法

[摘 要]文中通過對控制抽油機(jī)井能耗主要方法的分析，找出了影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的主要因素，對抽油機(jī)能耗治理提出了可行的措施和建議，以控制抽油機(jī)井單耗增長，從而達(dá)到降低機(jī)械采油成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

[關(guān)鍵詞]抽油機(jī)井；能耗；系統(tǒng)效率；節(jié)電率

中圖分類號：TE933.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0222-01

引言

應(yīng)用抽油機(jī)采油的目的就是將地面的電能傳遞給井下的液體，從而將井下的液體舉升到井口。整個(gè)系統(tǒng)的工作過程就是一個(gè)能量不斷傳遞和轉(zhuǎn)化的過程。在能量的每一次傳遞時(shí)都將損失一定的能量。在抽油機(jī)提液過程中，其有效功率與輸入功率的比被稱為抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。若想充分發(fā)揮油層潛力，又節(jié)能降耗，就要盡最大可能提高抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。

1.抽油機(jī)井能耗綜合治理措施

1.1 沉沒度與系統(tǒng)效率的關(guān)系

系統(tǒng)效率：

（1）

式中：

Q—油井實(shí)際日產(chǎn)液量，m3/d；

H—實(shí)際舉升高度，m；

Pm—油水兩項(xiàng)混合液密度，10kg/m3；

g—重力加速度，m/s2；

P有功—有功功率，kW。

機(jī)采井實(shí)際舉升高度：

（2）

式中：

H—實(shí)際舉升高度，m；

Hd—油井動(dòng)液面深度，m；

Po—井口油壓，MPa；

Pc—井口套壓，MPa。

油井動(dòng)液面深度：

（3）

式中：

Hd—油井動(dòng)液面深度，m；

L—油井泵掛深度，m；

Hm—油井沉沒度，m。

整理得出系統(tǒng)效率公式：

（4）

由上述公式可以看出：

1）抽油機(jī)井系統(tǒng)效率隨抽油泵實(shí)際舉升高度的增加而提高，對于泵掛深度一定的油井，若沉沒度大，抽油泵實(shí)際舉升高度降低，系統(tǒng)效率降低。

2）沉沒度過低，實(shí)際舉升高度雖然增大，但泵的吸入壓力變小，泵效降低，產(chǎn)量下降，系統(tǒng)效率降低。

因此，要想提高系統(tǒng)效率，生產(chǎn)中要保證油井在合理的沉沒度范圍內(nèi)工作。在滿足泵沉沒壓力的條件下，盡量提高實(shí)際舉升高度，即降低液面。但需強(qiáng)調(diào)的是，動(dòng)液面并非愈深愈好。因?yàn)?，?dāng)泵深一定時(shí)，隨著實(shí)際舉升高度的增加，泵的沉沒度逐漸變小，泵的吸入壓力變小，會導(dǎo)致泵效下降，因此生產(chǎn)中要保證油井合理沉沒度。

根據(jù)A區(qū)塊的實(shí)際情況，沉沒度在200-300m之間較為合理，對供液不足且能調(diào)小參的抽油機(jī)井采取下調(diào)參數(shù)措施，確保油井在合理的沉沒度區(qū)間工作，選取有測試資料8口井，從前后數(shù)據(jù)對比看，提高了泵效，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能效果。

1.2 優(yōu)化參數(shù)

通過檢泵時(shí)機(jī)優(yōu)化參數(shù)，泵徑由57mm換大到70mm，沖次由7.5n/min下調(diào)到5n/min，測得前后數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，日耗電下降23kWh，系統(tǒng)效率上升0.43個(gè)百分點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明，在同等條件下，降低沖次可以提高系統(tǒng)效率。對于同一口抽油機(jī)井，采用不同的抽汲參數(shù)是有很大的差別，低沖次和大泵徑可以使能耗較低，有利于提高系統(tǒng)效率。

1.3 低產(chǎn)井實(shí)行合理的間抽制度

對于在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)呈現(xiàn)嚴(yán)重供液不足狀態(tài)，地面參數(shù)最小無調(diào)整余地且日產(chǎn)液偏低的油井，采用連續(xù)舉升方式采油是不經(jīng)濟(jì)的，而合理的間抽制度能在不影響產(chǎn)量前提下降低能耗。通過實(shí)驗(yàn)，找出動(dòng)液面恢復(fù)過程中拐點(diǎn)，即動(dòng)液面上升斜率最大的時(shí)間段，定為油井關(guān)井時(shí)間，并通過液面恢復(fù)曲線計(jì)算出油井目前地層壓力（靜壓）。

通過3#單井實(shí)驗(yàn)，制定了該井每天停5小時(shí)、抽19小時(shí)的間抽制度，間抽后節(jié)電率達(dá)20.76%，節(jié)電效果明顯。

1.4 正確的旋轉(zhuǎn)方向

2013上半年，為避免負(fù)功的產(chǎn)生對電網(wǎng)沖擊導(dǎo)致耗電量增大問題，利用抽油機(jī)井工況分析儀，對30口正常生產(chǎn)井進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)有2口井由于反轉(zhuǎn)產(chǎn)生負(fù)功。

調(diào)整轉(zhuǎn)向后，1#井有功節(jié)電率為12.4%。

調(diào)整轉(zhuǎn)向后，2#井有功節(jié)電率為14.8%。

對這兩口井的轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)整后，負(fù)功基本消失，有功消耗降低，平均節(jié)電率達(dá)到了13.6%，節(jié)電效果顯著。

1.5 應(yīng)用電氣設(shè)備運(yùn)行控制圖合理更換電機(jī)，使裝機(jī)功率更加科學(xué)

根據(jù)電氣設(shè)備運(yùn)行控制圖合理匹配電機(jī)和補(bǔ)償電容，對功率利用率小于20%、有換小余地的井，采取換小電機(jī)措施；對功率因數(shù)小于0.3、功率利用率大于20%的井，采取了無功補(bǔ)償維護(hù)措施，選取有測試資料的15口井進(jìn)行更換電機(jī)前后測試數(shù)據(jù)對比，平均單井無功消耗明顯減小，無功節(jié)電率達(dá)到33.4%，功率因數(shù)提高了0.182。

2.結(jié)論

1）影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的因素很多，結(jié)合具體生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析主要影響因素后，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，制訂可行性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，必須具有可操作性；

2）要想提高系統(tǒng)效率，生產(chǎn)中要保證油井在合理的沉沒度范圍內(nèi)工作。

3）優(yōu)化設(shè)計(jì)抽油機(jī)井的生產(chǎn)參數(shù)，可以達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。從而達(dá)到提高抽油機(jī)系統(tǒng)的整體管理水平。

4）解決抽油機(jī)井做負(fù)功的問題，實(shí)現(xiàn)有功節(jié)能，需要從抽油機(jī)井運(yùn)行狀態(tài)和油井生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)入手，根據(jù)具體情況，采取針對性的措施，才能見到較好的效果。

作者簡介：張忠立，男，1971年9月9日出生，籍貫：吉林省松原扶余縣。成人大專，現(xiàn)在大慶油田第五采油廠采油礦基層隊(duì)擔(dān)任副隊(duì)長工作。