采油管理區(qū)科學(xué)節(jié)能降耗現(xiàn)狀分析與措施

王維

摘 要：面對(duì)嚴(yán)峻的成本控制形勢(shì)，采油管理九區(qū)牢固樹(shù)立“精細(xì)管理挖潛力，節(jié)能降耗降成本”的指導(dǎo)思想，本著“節(jié)能就是效益，降耗就是增產(chǎn)”的原則，深挖內(nèi)部潛力，把節(jié)能作為增效點(diǎn)，積極實(shí)施新舉措、新辦法，見(jiàn)到明顯的成效。

關(guān)鍵詞：節(jié)能降耗;分析與措施

孤島采油廠采油管理九區(qū)組建于2015 年6 月，所轄墾西油田位于孤島油田以西20 公里處，包括K71、K24、K55、K622、K623、K761 等六個(gè)復(fù)雜小斷塊，含油面積13.5km2，開(kāi)發(fā)方式為常規(guī)水驅(qū)和稠油熱采。2020 年內(nèi)部利潤(rùn)計(jì)劃4794 萬(wàn)元，老井產(chǎn)量計(jì)劃10.3 萬(wàn)噸，產(chǎn)氣量計(jì)劃1140 萬(wàn)方。面對(duì)寒冬期、低油價(jià)的形勢(shì)，如何降低生產(chǎn)能耗、提高開(kāi)發(fā)效益，如何實(shí)現(xiàn)綠色低碳生產(chǎn)，已經(jīng)成為我們亟待解決的難題。

一、能耗分析

管理區(qū)能耗以電能為主?？傠娔苣芎墓卜譃闄C(jī)采系統(tǒng)、注水系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、管理系統(tǒng)四部分。其中機(jī)采系統(tǒng)占比最大，達(dá)到61%，主要是采油井抽油機(jī)及相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行耗電。

對(duì)機(jī)采系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)耗電量分解評(píng)價(jià)，可以看出，機(jī)采系統(tǒng)電能損耗的主要節(jié)點(diǎn)為變壓器損耗、電動(dòng)機(jī)損耗、抽油機(jī)損耗和井下?lián)p耗四部分。

二、節(jié)能措施及成效

管理區(qū)主要對(duì)機(jī)采系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)開(kāi)展了節(jié)能降耗工作，在用好老辦法的同時(shí)，積極實(shí)施新舉措、新辦法，節(jié)能效果明顯，達(dá)到了降本增效的目的。

（一）機(jī)采系統(tǒng)

1、變壓器損耗治理—變壓器減容

變壓器的變電單耗就是變壓器工作時(shí)的損耗功率與輸入功率之比。通常變壓器在60%負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，變電單耗最低。管理區(qū)變壓器負(fù)載系數(shù)多在30%-40%，“大馬拉小車”情況嚴(yán)重。同時(shí)，由于油田電收取容量費(fèi)。油田電網(wǎng)內(nèi)計(jì)量站2 座（含注水站），生產(chǎn)井開(kāi)井26 口，注水井開(kāi)井9 口，減容前計(jì)費(fèi)容量達(dá)2780KVA。2019 年5 月，管理區(qū)通過(guò)對(duì)在用變壓器、電機(jī)、注水系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)13 口油井、一口回注井、一座注水系統(tǒng)進(jìn)行變壓器調(diào)整，保證正常生產(chǎn)的情況下縮減容量1370KVA?？s減容量后，年節(jié)約容量費(fèi)46 萬(wàn)元，年節(jié)約電費(fèi)13.2 萬(wàn)元，合計(jì)節(jié)約59.2 萬(wàn)元。

2、電機(jī)損耗治理—淘汰高能耗電機(jī)：

電機(jī)效率隨負(fù)載率的變化關(guān)系，通常電機(jī)的負(fù)載率在0.65以上時(shí)效率最高，負(fù)載率在0.65—1.0 范圍內(nèi)效率變化較少。功率因數(shù)在負(fù)載率為1.0 左右最高，負(fù)載率低于0.5 時(shí)，效率明顯下降。與變壓器情況類似，部分油井電機(jī)同樣存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。2019 年3 月管理區(qū)淘汰了九臺(tái)大能耗電機(jī)，更換為能耗相對(duì)較低的電機(jī)，換電機(jī)后預(yù)計(jì)年節(jié)電7.9 萬(wàn)kW·h年節(jié)約6.2 萬(wàn)元。

3、抽油機(jī)損耗治理—功率法調(diào)平衡：

抽油機(jī)平衡率不合格不僅會(huì)影響到連桿機(jī)構(gòu)、減速箱和電動(dòng)機(jī)的效率與壽命，而且會(huì)使油井能耗增加，系統(tǒng)效率降低。常規(guī)的調(diào)平衡方法為電流法，即根據(jù)上下行峰值電流實(shí)施調(diào)整。由于鉗形電流表只能測(cè)出電流大小，無(wú)法反映電流的相位，所以部分抽油機(jī)，尤其是游梁機(jī)存在的“倒發(fā)電”的現(xiàn)象無(wú)法測(cè)出，此時(shí)電流法測(cè)得平衡率是不可信的。7 月份四化平臺(tái)上線，抽油機(jī)的上下行平均功率可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)安裝的智能多功能電表實(shí)時(shí)采集，為了消除假平衡現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，管理區(qū)開(kāi)展了全面的功率法調(diào)平衡工作。

（1）游梁式抽油機(jī)

參照《提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率技術(shù)》中提出的游梁機(jī)平衡負(fù)載扭矩法公式：

W

R b

1

其中：△R 為平衡塊移動(dòng)量，b1 為功率曲線一階正弦分量，Ω為曲柄角速度， W 為平衡塊總重。

經(jīng)過(guò)一個(gè)月的摸索和實(shí)驗(yàn)，結(jié)合轄區(qū)油井實(shí)際調(diào)平衡情況，將公式修正為：

W*N

R K（P上- P下）

其中：P 上為上行平均功率，P 下為下行平均功率，N 為沖次，K 約為常數(shù)60000，當(dāng)△R 為正時(shí)向外移動(dòng)，當(dāng)△R 為負(fù)時(shí)向內(nèi)移動(dòng)。

（2）高原皮帶機(jī)

皮帶機(jī)原理類似天平，抽油機(jī)配重箱與懸點(diǎn)均做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，配重箱的作用是為了平衡懸點(diǎn)載荷。當(dāng)配重箱重量等于一個(gè)沖程內(nèi)懸點(diǎn)的平均載荷時(shí)，此時(shí)電機(jī)做功最小。據(jù)此得到以下調(diào)平衡公式：

M （F上+ F下）/2

其中：F 上為上行平均載荷，F(xiàn) 下為下行平均載荷，M 為配重箱重量。

以某一井為例，調(diào)平衡前其上行最大載荷87KN，下行最小載荷48KN，功率平衡率26%，電流平衡率89%，由功率曲線可以看出，下沖程“倒發(fā)電”現(xiàn)象嚴(yán)重。調(diào)平衡后功率平衡率達(dá)100%，“倒發(fā)電”現(xiàn)象基本消除，日用電量由110KW·h降低到72KW·h。

2019 年9 月以來(lái)管理區(qū)對(duì)轄區(qū)內(nèi)所有不平衡進(jìn)行了平衡率調(diào)整，效果非常顯著，用上述方法一次成功率100%。平衡合格率由37%上升到100%，由弱勢(shì)指標(biāo)提升為局先進(jìn)水平。經(jīng)過(guò)26 井次的調(diào)平衡工作，日節(jié)電532KW·h，年節(jié)電19.4 萬(wàn)KW·h，年節(jié)約16.7 萬(wàn)元。

4、優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)：

（1）低效率井調(diào)參桿、管、泵的效率是影響抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的關(guān)鍵因素，泵徑、沖程、沖次、沉沒(méi)度的大小對(duì)桿柱和液柱的慣性載荷、泵閥球的運(yùn)動(dòng)、柱塞的有效行程及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都起著決定作用。

四化平臺(tái)上線以來(lái)，對(duì)泵效較低、單井耗電量大的4 口油井進(jìn)行調(diào)參，利用作業(yè)期間更換大泵調(diào)低沖次2 口，節(jié)電效果明顯，年節(jié)電18.9 萬(wàn)KW·h，節(jié)約電費(fèi)14.8 萬(wàn)元。

（2）低產(chǎn)井間開(kāi)

針對(duì)區(qū)塊嚴(yán)重供液不足的井通過(guò)對(duì)靜液面恢復(fù)及連續(xù)功圖的分析，制定出合理間開(kāi)制度，2019 年8 月以來(lái)共制定實(shí)施了四口井的間開(kāi)，既改善了工況，也達(dá)到了降低能耗的效果。間開(kāi)后預(yù)計(jì)年節(jié)電18.1 萬(wàn)KW·h，節(jié)約電費(fèi)14.1 萬(wàn)元

（二）加熱系統(tǒng)

電加熱能耗治理—利用流程改造淘汰電加熱水套爐：管理區(qū)單井管線長(zhǎng)，進(jìn)口溫度較低，回壓較高，冬季需加溫保證正常輸油。由于氣源不充足，無(wú)法滿足安裝天然氣水套爐的要求，所以有的井采用電加熱水套爐加溫方式輸油。電加熱能耗高，均采用45KW 電加熱爐加熱，每年11 月至次年3 月為使用期，年耗電量16.7 萬(wàn)KW·h，年費(fèi)用為11.22 萬(wàn)元。

經(jīng)過(guò)論證和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，確定了單井串聯(lián)混輸方案，解決了溫度較低和流量不足的問(wèn)題。

三、下步節(jié)能工作重點(diǎn)

1、依托“四化”平臺(tái)，每周對(duì)各單井進(jìn)行耗能分析，重點(diǎn)對(duì)高耗能井開(kāi)展機(jī)采效率的提升治理工作，重點(diǎn)放在機(jī)采效率低于37%的油井上，力爭(zhēng)將所轄全部油井機(jī)采效率提升至37%以上。

2、繼續(xù)細(xì)化耗能節(jié)點(diǎn)，在抓好地面設(shè)備節(jié)能降耗的同時(shí)，逐步將重點(diǎn)放在提升井下運(yùn)行效率上，優(yōu)化管桿泵的匹配，做到全方位節(jié)能降耗。