提高抽油機(jī)井機(jī)采效率方法研究

朱云峰

（1.中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司大慶分公司，黑龍江大慶163000；2.吉林大學(xué)地球探測(cè)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，吉林長(zhǎng)春130000）

1 概述

抽油機(jī)在提液過(guò)程中其有效功與系統(tǒng)輸入能量的比值叫做抽油機(jī)效率，是評(píng)價(jià)機(jī)采系統(tǒng)用能效率、衡量抽油機(jī)井技術(shù)管理水平、經(jīng)濟(jì)效益的重要指標(biāo)[1]。本文通過(guò)研究系統(tǒng)效率的構(gòu)成及影響因素,指出提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的措施和方法，從而提高抽油機(jī)的整體效能。

2 影響因素分析

2.1 地面系統(tǒng)影響

抽油機(jī)系統(tǒng)效率是一項(xiàng)綜合性計(jì)算指標(biāo)，受多方面因素的影響，其中地面系統(tǒng)主要包括電機(jī)、皮帶、減速箱、四連桿、平衡度、沖程、沖次、井口油壓、套壓、盤根等。

電機(jī)設(shè)備性能維護(hù)及電機(jī)負(fù)載率的合理匹配是保證抽油機(jī)正常工作的根本；作為抽油機(jī)傳動(dòng)部分的皮帶傳動(dòng)松緊度、減速箱潤(rùn)滑效果和四連桿機(jī)構(gòu)潤(rùn)滑點(diǎn)的保養(yǎng)是保障最大能量傳遞減少電機(jī)耗能的重要環(huán)節(jié)；抽油機(jī)平衡度的好壞直接影響抽油機(jī)的能耗，抽油機(jī)不平衡不僅會(huì)增加電機(jī)內(nèi)耗也會(huì)降低其它部件的使用壽命，從而影響系統(tǒng)效率；沖程、沖次是影響抽油過(guò)程的重要參數(shù)，根據(jù)產(chǎn)液能力選擇合理范圍，最大限度改善抽油機(jī)運(yùn)行工況，可以延長(zhǎng)檢泵周期，提高生產(chǎn)效率；嚴(yán)格按流程量取油壓、套壓，是反映生產(chǎn)情況的最直接的數(shù)據(jù)，如果壓力過(guò)高直接會(huì)造成泵的漏失和降低舉升，從而影響系統(tǒng)效率；盤根盒的作用主要是對(duì)光桿的密封，在保證不漏油的前提下合理的松緊度可以有效降低能耗，提高系統(tǒng)效率[2]。

2.2 井下系統(tǒng)影響

井下系統(tǒng)的影響主要包括管、桿（直徑、長(zhǎng)度）、沉沒(méi)度、摩阻、抽油泵、結(jié)蠟、地層供液等因素。

抽油管、桿在功率上的損失，主要是之間的摩擦阻力對(duì)管桿造成的偏磨，是影響系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素；沉沒(méi)度要根據(jù)油井的產(chǎn)量和動(dòng)液面來(lái)確定，沉沒(méi)度過(guò)大，會(huì)增加抽油機(jī)的負(fù)荷，加大能耗；抽油泵是整個(gè)機(jī)采系統(tǒng)井下部分的核心，降低泵掛摩擦損失、泵漏失損失等，強(qiáng)化對(duì)于開(kāi)發(fā)過(guò)程中油層供液能力及地質(zhì)因素差異的研究，降低泵效對(duì)系統(tǒng)效率的影響；做好防蠟和清蠟工作，保證機(jī)采井生產(chǎn)能力，保證系統(tǒng)效率[3]。

3 治理對(duì)策

3.1 加強(qiáng)油井現(xiàn)場(chǎng)管理工作

完善的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)管理制度，可有效提高機(jī)采系統(tǒng)率，加強(qiáng)一線生產(chǎn)培訓(xùn)，準(zhǔn)確掌握基礎(chǔ)數(shù)據(jù)量取要點(diǎn)，范操作流程，現(xiàn)場(chǎng)員工的管理培訓(xùn)特點(diǎn)是投入少，回報(bào)高。通過(guò)對(duì)抽油機(jī)井日常巡檢量取電流、油壓、套壓、期量油，掌握抽油機(jī)生產(chǎn)的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題，確保平穩(wěn)生產(chǎn)保證機(jī)采井生產(chǎn)效率。在日常維護(hù)中及時(shí)采取調(diào)參、調(diào)平衡、調(diào)盤根盒松緊度、調(diào)皮帶松緊，對(duì)抽油設(shè)備、井口設(shè)施實(shí)施嚴(yán)格檢驗(yàn)流程[4]，這些是提高系統(tǒng)效率投資少、見(jiàn)效快的有力措施，保證抽油機(jī)井實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)上、下沖程電流比值在0.8～1之間時(shí)能耗最低，但普通抽油機(jī)很難達(dá)到上述平衡效果，因此在常規(guī)抽油機(jī)上實(shí)施增設(shè)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)抽油機(jī)的精確平衡[5]，從而抽油機(jī)的復(fù)合平衡曲線與負(fù)荷曲線更相似，達(dá)到提高系統(tǒng)效率的目的。

3.2 跟蹤井下治理

抽油泵作為井下生產(chǎn)的核心，泵效受地層供液差、下泵深度、出砂、偏磨、結(jié)垢等井下因素影響，導(dǎo)致機(jī)械負(fù)荷增加，使機(jī)械效率下降從而系統(tǒng)效率降低[6]。在抽油機(jī)井下實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通常我們都針對(duì)抽油機(jī)井本身進(jìn)行多種維護(hù)調(diào)整，最大限度發(fā)揮抽油機(jī)的效能，忽視油層發(fā)育、斷層發(fā)育、注入端治理等因素的制約也會(huì)影響機(jī)采井的生產(chǎn)能力。尤其隨著油田開(kāi)發(fā)的深入，二類油層成為主力采油層，因受油層自身發(fā)育特點(diǎn)和地質(zhì)條件的影響[7]，注采兩端的開(kāi)發(fā)不平衡，也是導(dǎo)致機(jī)采井開(kāi)采能力下降的因素，因此除加強(qiáng)抽油機(jī)井治理外，結(jié)合地下形勢(shì)分析進(jìn)行注入端治理，保證充足的供液能力和采出井采出能力匹配，是提高系統(tǒng)效率的重要環(huán)節(jié)。

3.3 優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)

由于油井生產(chǎn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，因此參數(shù)管理及合理優(yōu)化調(diào)整尤其重要，根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的變化及時(shí)調(diào)整參數(shù)，在遵循合理沉沒(méi)度的前提下，及時(shí)調(diào)整參數(shù)，可有效保證泵況，減少嚴(yán)重漏失和斷脫情況的發(fā)生，為提高系統(tǒng)效率服務(wù)。由于抽油機(jī)井存在檢泵周期，通過(guò)優(yōu)化方案設(shè)計(jì)參數(shù)，加強(qiáng)防護(hù)措施，在延長(zhǎng)檢泵周期的同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升。同時(shí)在注入端優(yōu)化注入?yún)?shù)與采出能力配伍，針對(duì)作業(yè)及措施井及時(shí)進(jìn)行注入井方案調(diào)整，保證采出井發(fā)揮最大效能；若注入端有參數(shù)調(diào)整，采出端也要相應(yīng)進(jìn)行調(diào)參等工作匹配，保證抽油機(jī)井的系統(tǒng)效率。

以某二類油層區(qū)塊內(nèi)抽油機(jī)井1為例，該井連通2口注入井（如圖1所示），該井與周圍連通注入井砂體連通如圖2所示。該抽油機(jī)井1在經(jīng)歷壓裂措施改造后，產(chǎn)量上升沉沒(méi)度升高（如表1所示），該沉沒(méi)度下不能使泵效發(fā)揮最大效能，及時(shí)對(duì)該井進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，調(diào)大沖次，因?yàn)楫a(chǎn)能上升需要更充足的供液能力來(lái)保證該抽油機(jī)井的產(chǎn)出能力，為此在連通注入端通過(guò)壓裂和洗井等方式進(jìn)行注入量參數(shù)調(diào)整（如表2所示），保證抽油機(jī)井最大產(chǎn)能，使泵效達(dá)到最優(yōu)效果，保障抽油機(jī)井的高效性能。

圖1 抽油機(jī)井1井位示意圖

圖2 抽油機(jī)井1柵狀連通圖

表1 抽油機(jī)井1措施前后泵效對(duì)比

表2 連通注入井參數(shù)調(diào)整匹配抽油機(jī)井提升系統(tǒng)效率措施

4 結(jié)論

影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的因素有很多，電機(jī)等地面設(shè)備的優(yōu)化及強(qiáng)化采油隊(duì)日常生產(chǎn)管理水平是保證抽油機(jī)井正常運(yùn)轉(zhuǎn)最便捷也最經(jīng)濟(jì)的方式。在提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率方面，常規(guī)做法都是在抽油機(jī)自身進(jìn)行多方面改造和調(diào)整，忽視了油田生產(chǎn)不僅僅是有機(jī)采井還需要注入驅(qū)替動(dòng)力，把井下、地下形勢(shì)、注入質(zhì)量等因素進(jìn)行綜合考慮，全面跟蹤治理調(diào)整。保證作為油田生產(chǎn)最重要能耗設(shè)備的抽油機(jī)井保持最高的系統(tǒng)效率。