抽油機(jī)井提效管理方法與實踐

鐘意（大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠）

在節(jié)能降耗和低油價的形勢下，相比大范圍的技術(shù)改造措施，降低抽油機(jī)井舉升能耗的方法，從管理方面入手效果來得簡單快捷。抽油機(jī)井占總機(jī)采井?dāng)?shù)的85%以上，因其結(jié)構(gòu)簡單、故障率低、管理方便等優(yōu)勢為目前采用主要舉升設(shè)備[1]，但受到運行參數(shù)、沉沒度、泵徑等因素影響，傳動損失大，系統(tǒng)效率低，所以針對正常運轉(zhuǎn)的抽油機(jī)井，采取參數(shù)管理和整體優(yōu)的措施提升效益很有必要。

1 參數(shù)運行現(xiàn)狀

以系統(tǒng)效率測試和參數(shù)運行控制圖分析結(jié)果為基礎(chǔ)[2]，針對投產(chǎn)時間超過3 年、近期無增產(chǎn)措施、水驅(qū)開發(fā)方式井或聚驅(qū)井后續(xù)水驅(qū)產(chǎn)量穩(wěn)定的抽油機(jī)井平均運行參數(shù)情況統(tǒng)計見表1：統(tǒng)計3 953 口井平均日產(chǎn)液24.06 t、泵徑53.39 mm、沖程2.79 m、沖次4.97次/min、下泵深度933 m、動液面688 m、泵效48.84%，正常運轉(zhuǎn)的抽油機(jī)井系統(tǒng)效率為24.98%，百米噸液單耗1.24 kWh?？梢钥闯?，抽油機(jī)井平均單井系統(tǒng)效率較低，70%以上的能耗都在傳動過程中損失[3]，問題井單耗數(shù)據(jù)與平均值偏離較大，但主要的能耗構(gòu)成仍然是正常井。

2 提效管理方法分析

生產(chǎn)井運行狀態(tài)可以分為參數(shù)偏大、偏小、正常三種情況。前兩種井，動液面矛盾比較突出，且井?dāng)?shù)較少，問題易發(fā)現(xiàn)并得到及時處理。

參數(shù)正常井?dāng)?shù)量多、規(guī)模大，挖潛空間大。以六型機(jī)為例，沖程2.5 m，沖次區(qū)間為6～9 次/min的井有327 口，在動液面、能耗、其他參數(shù)相對合理的情況下，通過分析地下和地面參數(shù)，仍然具有一定的節(jié)能潛力。此類井一般具有“產(chǎn)量穩(wěn)定、泵效高、電動機(jī)效率高”等特點，但通過分析地面和地下參數(shù)[4]，仍有調(diào)整空間。據(jù)分析，應(yīng)用現(xiàn)有的節(jié)能措施針對正常生產(chǎn)井實施提效管理可分兩種情況：一種情況是針對沖次大于或等于7 次/min，產(chǎn)量相對較高，且適合全年連續(xù)生產(chǎn)，泵可換大、沖次可下調(diào)的井，實施換大泵調(diào)小參數(shù)，減少抽油機(jī)循環(huán)次數(shù)[3]，從而降低傳動損耗。另一種情況是針對沖次6～7次/min的高含水的間抽潛力井，實施換大泵間抽，冬季連抽，其余時間間抽，提高舉升效率[5]。但是，換泵必須通過生產(chǎn)井作業(yè)才能實現(xiàn)，且費用較高，一口井普遍在2 萬元以上。如果為了優(yōu)化參數(shù)節(jié)能采取主動作業(yè)的方式，必然會大幅度降低措施效益[6]，甚至出現(xiàn)投入高于產(chǎn)出的情況。因此，需要密切跟蹤此類井的生產(chǎn)情況，結(jié)合作業(yè)時間采取換泵調(diào)小參數(shù)措施。

表1 抽油機(jī)井平均運行參數(shù)情況統(tǒng)計

3 措施應(yīng)用效果

實例一：針對高沖次小泵徑井實施換大泵徑降沖次連抽措施，以某區(qū)塊X 井為例，該井由于泵況問題需要檢泵作業(yè)。查詢連續(xù)兩年的X 井示功測試和功率曲線見圖1、圖2，正常生產(chǎn)過程中：沖程為2.5 m、沖次8次/min、泵徑38 mm、桿徑19 mm，產(chǎn)量波動區(qū)間為19.11 t，理論排量為32.6 t/d，泵效為58.62%，產(chǎn)量比較穩(wěn)定；載荷利用率66.34%，電動機(jī)額定功率為27 kW，平均消耗功率6.29 kW，舉升單耗8.12 kWh/t，且未來一年無增產(chǎn)措施計劃。

圖1 X井示功測試

圖2 X井功率曲線

因此，可結(jié)合檢泵作業(yè)時機(jī)，進(jìn)行整體優(yōu)化。通過泵徑上調(diào)至44 mm、沖次下調(diào)為6 次/min，理論排量為32.85 t/d。測試對比調(diào)整前后產(chǎn)液量平穩(wěn)時泵效、有功功率曲線，優(yōu)化后日產(chǎn)液18.63 t，泵效57.15%，消耗功率5.96 kW，單耗7.58 kWh/t，產(chǎn)量和泵效基本無變化，消耗功率下降0.33 kWh，日節(jié)電量7.92 kWh，節(jié)電率5.1%，達(dá)到了節(jié)能降耗的效果，優(yōu)化后X 井示功測試和功率曲線見圖3、圖4。

圖3 優(yōu)化后X井示功測試

圖4 優(yōu)化后X井功率曲線

根據(jù)該井實際情況，更換44 mm 泵后，不用更換桿徑；且目前絕大多數(shù)抽油機(jī)井配套變頻調(diào)速設(shè)備[7]，無需換更換電動機(jī)皮帶輪，只有作業(yè)和泵成本。結(jié)合檢泵時機(jī)，檢泵費用不計入措施成本[8]；38 mm 泵與44 mm 泵差12.8 元，增加費用可以忽略不計。在節(jié)電效果方面，以日節(jié)電7.92 kWh 為例，年可創(chuàng)效1 842 元，且抽油機(jī)循環(huán)次數(shù)減少了1/4，有利于延長抽油機(jī)使用壽命。

實例二：針對高沖次小泵徑井實施換大泵徑降沖次間抽措施，以某區(qū)塊Y 井為例，該井由于泵況問題需要檢泵作業(yè)。正常生產(chǎn)過程中：沖程為2.5 m、沖次6.5 次/min、泵徑38 mm、桿徑19 mm，產(chǎn)量波動區(qū)間為14.21 t，含水率95.47%，理論排量為26.49 t/d，泵效為53.64%，產(chǎn)量比較穩(wěn)定；載荷利用率51.36%，電動機(jī)額定功率為22 kW，平均消耗功率5.31 kW，舉升單耗8.96 kWh/t，且未來一年無增產(chǎn)措施計劃。

結(jié)合檢泵作業(yè)時機(jī)，進(jìn)行整體優(yōu)化。通過泵徑上調(diào)至44 mm、沖次下調(diào)為5 次/min，理論排量為27.38 t/d。測試對比調(diào)整前后產(chǎn)液量平穩(wěn)時泵效、有功功率曲線[9]，優(yōu)化后日產(chǎn)液14.08 t，泵效51.42%，消耗功率5.06 kW，舉升單耗8.61 kWh/t，產(chǎn)量和泵效基本無變化，消耗功率下降0.37 kWh，日節(jié)電量7.92 kWh，節(jié)電率4.2%，達(dá)到了節(jié)能降耗的效果。根據(jù)生產(chǎn)需求，該井自2020年3月下旬開始轉(zhuǎn)為間抽生產(chǎn)[10]，通過液面恢復(fù)曲線和開井生產(chǎn)壓力曲線，間抽制度設(shè)置為停2 h 抽24 h，實施間抽措施后日產(chǎn)量13.81 t，相對于連抽液量降低0.27 t，日耗電量下降10.19 kWh，考慮作業(yè)時間、水處理、人工等費用，綜合效益每天增加8.64 元，全年效益增加3 153元。

4 結(jié)論

1）針對高沖次小泵徑，泵效和系統(tǒng)效率相對較高的井，按照大泵徑低沖次的原則，實施換大泵徑降沖次優(yōu)化措施，能夠在保障產(chǎn)量不變的情況下，節(jié)電率可達(dá)到5%，節(jié)電效果明顯，且沖次降低減少抽油機(jī)循環(huán)次數(shù)，延長檢泵周期。

2）針對高沖次小泵徑，沉沒度較低的井，實施換大泵徑降沖次措施，同時在溫度較高的季節(jié)采取間抽措施，實現(xiàn)了單井效益每天增加8.64元。