葡萄花油田抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式的建立與應(yīng)用

侯志欣（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

葡萄花油田抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式的建立與應(yīng)用

侯志欣（大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠）

機(jī)采系統(tǒng)是油田的耗能大戶，隨著油田的不斷開發(fā)，抽油機(jī)井?dāng)?shù)量逐年增多，機(jī)采耗能設(shè)備應(yīng)用規(guī)模不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致油田的耗能水平不斷攀升。因此，建立抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式，能夠使技術(shù)、管理部門準(zhǔn)確了解和掌握機(jī)采系統(tǒng)的能效現(xiàn)狀水平，尋找差距，明確潛力，為油田節(jié)能管理和技術(shù)措施的制定提供目標(biāo)和方向，為油田的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。通過實(shí)踐與摸索，形成了一套適用于葡萄花油田的抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式，為同類油田在抽油機(jī)井節(jié)能管理方面提供了借鑒。

抽油機(jī)井；節(jié)能；對標(biāo)；管理

葡萄花油田現(xiàn)有抽油機(jī)井4611口，平均單井系統(tǒng)效率19.5%，日耗電110.6 kWh，年累計(jì)耗電17 870×104kWh，約占油田總耗電量的42%。隨著油田開發(fā)的深入，為了保證原油生產(chǎn)任務(wù)的順利完成，新建產(chǎn)能隨之增加，機(jī)采系統(tǒng)耗電量逐年增大，油田耗能水平不斷攀升?！笆晃濉币詠恚m已通過大面積更換節(jié)能抽油機(jī)、電動機(jī)及配電箱等設(shè)備，以及開展新工藝、新技術(shù)研究等手段，使抽油機(jī)井耗電量的增長趨勢得到一定控制，但是隨著時間的延長，設(shè)備老化，效果降低，節(jié)能潛力嚴(yán)重不足等問題日漸凸顯。為此，建立抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式，強(qiáng)化標(biāo)桿意識，深掘管理潛力，是實(shí)現(xiàn)葡萄花油田低成本發(fā)展戰(zhàn)略的重要保障。

1 對標(biāo)內(nèi)容的確定

對標(biāo)管理是一種科學(xué)、系統(tǒng)、規(guī)范的企業(yè)能源管理方法，對標(biāo)活動是以基層單位為主體，以主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)為重點(diǎn)，采取縱向或橫向的方式，樹立標(biāo)桿對象，分析能耗差距，制定下步措施，以點(diǎn)帶面、分步實(shí)施、循序漸進(jìn)、逐步推廣，形成“立標(biāo)、對標(biāo)、達(dá)標(biāo)、創(chuàng)標(biāo)”的閉環(huán)管控模式，有效提升行業(yè)水平，降低單位能源消耗[1]。

1.1 對標(biāo)指標(biāo)確立

機(jī)采系統(tǒng)效率是指抽油機(jī)把井筒內(nèi)液體舉升到地面所消耗的有用能量與電動機(jī)消耗總能量之比，是抽油機(jī)重要的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)。從機(jī)采系統(tǒng)效率計(jì)算公式中可以看出，影響對標(biāo)指標(biāo)的因素主要有產(chǎn)液量、舉升高度和有功功率三項(xiàng)數(shù)據(jù)，完全可以涵蓋抽油機(jī)井的拖動、傳動、舉升等地面及地下的所有耗能節(jié)點(diǎn)，為此將機(jī)采系統(tǒng)效率定為對標(biāo)指標(biāo)是可行的。

機(jī)采系統(tǒng)效率可由下式求得：

式中：η——機(jī)采系統(tǒng)效率，%；

Q——油井產(chǎn)液量，t/d；

H——舉升高度，m；

ρ——井內(nèi)液體密度，t/m3；

g——重力加速度，9.8 m/s2；

P有——有功功率，kW。

1.2 對標(biāo)范圍設(shè)定

葡萄花油田可分為老區(qū)油田和外圍油田兩部分，其中老區(qū)油田包括葡北、葡南等4個區(qū)塊；外圍油田包括敖九、高172等6個區(qū)塊。由于單井所處區(qū)塊的油藏特點(diǎn)、原油物性、供液能力和井身結(jié)構(gòu)等客觀條件差異，每口井可實(shí)現(xiàn)的最佳系統(tǒng)效率值各不相同[2]，如果再采用傳統(tǒng)的以區(qū)塊為單元的對標(biāo)方式，缺乏合理性，對措施的制定也缺少科學(xué)依據(jù)。比如：葡北區(qū)塊平均單井泵深約為900 m，日產(chǎn)液量20 t以上，系統(tǒng)效率27.0%；而葡南扶余區(qū)塊平均單井泵深約為1600 m，日產(chǎn)液量1～2 t，系統(tǒng)效率12.2%，這兩個區(qū)塊的抽油機(jī)井之間沒有任何可比性，要盲目地進(jìn)行橫向?qū)?biāo)是不可行的（圖1）?？紤]到上述問題，葡萄花油田建立了以“井組對標(biāo)治理，區(qū)塊整體提升”為思路的對標(biāo)管理模式。將對標(biāo)范圍縮小至以井組為單元，以機(jī)型、產(chǎn)液量為基礎(chǔ)，設(shè)定井組內(nèi)系統(tǒng)效率最高的井為標(biāo)桿井，橫向?qū)Ρ扰R井之間的系統(tǒng)效率指標(biāo)，這樣可以提升對標(biāo)管理的精準(zhǔn)度，大幅提升單井系統(tǒng)效率指標(biāo)。

圖1 葡萄花油田各區(qū)塊機(jī)采井系統(tǒng)效率統(tǒng)計(jì)

以1#井組為例：1#井、2#井的機(jī)型相同，產(chǎn)液量相近，而系統(tǒng)效率相差7.5個百分點(diǎn)。對比2口井各項(xiàng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)2#井的沉沒度、平衡率、載荷三項(xiàng)數(shù)據(jù)偏高。針對這一問題，對2#井實(shí)施調(diào)大參、調(diào)平衡和化清措施進(jìn)行治理，治理后的沉沒度下降到294.3 m，平衡率提高到91.3%，載荷下降到43.85 kN，系統(tǒng)效率提高到18.8%，提高了6.3個百分點(diǎn)（表1）。

表1 1#井組對標(biāo)治理后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

2 措施分析與制定

機(jī)采系統(tǒng)效率指標(biāo)與產(chǎn)液量、舉升高度均成正比關(guān)系，與有功功率成反比關(guān)系。假設(shè)這三個變量中的任意一個變量波動10%，其余兩個變量不變，是可以初步推算出各油田機(jī)采系統(tǒng)效率與這三個變量之間的的大致變化規(guī)律。通過對“十一五”期間葡萄花油田上千口抽油機(jī)井系統(tǒng)效率數(shù)據(jù)推算得出，在其他參數(shù)不變的情況下，產(chǎn)液量或有功功率兩個變量與機(jī)采系統(tǒng)效率的波動幅度基本保持一致，即產(chǎn)液量或有功功率波動10%，機(jī)采系統(tǒng)效率也隨之波動10%；而舉升高度的波動，對機(jī)采系統(tǒng)效率的影響幅度略高于產(chǎn)液量和有功功率，即舉升高度波動10%，機(jī)采系統(tǒng)效率波動11%（表2）。

表2 不同油田機(jī)采系統(tǒng)效率變化規(guī)律對比

結(jié)合上述分析結(jié)果，將機(jī)采系統(tǒng)效率治理措施分為三大類（表3）。

表3 抽油機(jī)井節(jié)能措施分類統(tǒng)計(jì)

3 應(yīng)用效果及結(jié)論

1）“十二五”以來，隨著機(jī)采節(jié)能資金投入力度的不斷加大，葡萄花油田采用對標(biāo)管理模式，共實(shí)施各類節(jié)能管理和技改措施21 210井次，平均系統(tǒng)效率由2011年的14.7%提高到目前的19.5%，當(dāng)年累計(jì)節(jié)電2384×104kWh，創(chuàng)效益1617萬元，取得了較好的效果（圖2）。

2）抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式是一項(xiàng)繁瑣而艱巨的工作，在目前油田開發(fā)處于持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)和節(jié)能降耗的雙重要求下，對標(biāo)方法的建立，對油田了解自身耗能狀況及未來謀劃節(jié)能潛力、挖掘和結(jié)構(gòu)調(diào)整具有十分重要的意義。

圖2 葡萄花油田“十二五”期間機(jī)采系統(tǒng)效率變化曲線

3）抽油機(jī)井節(jié)能對標(biāo)管理模式就是和標(biāo)桿進(jìn)行“比、學(xué)、趕、超”的閉環(huán)過程，選擇合適的標(biāo)桿，找出自身的差距，學(xué)其精髓，用節(jié)能目標(biāo)引導(dǎo)計(jì)劃，用措施落實(shí)計(jì)劃，對于抽油機(jī)井節(jié)能管理水平的提升具有深遠(yuǎn)的意義。

[1]王東.淺采油系統(tǒng)能效對標(biāo)管理實(shí)踐[J].石油石化節(jié)能，2014（2）：41-43．

[2]陳英杰.抽油機(jī)井能效對標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐[J].石油石化節(jié)能，2014（2）：19-21．

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.04.012

2016-11-08

（編輯 王艷）

侯志欣，工程師，2008年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（采油工程專業(yè)），從事采油工程技術(shù)研究和管理等工作，E-mail：3315038@qq.com，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠工程技術(shù)大隊(duì)綜合室，163517。