潛油電泵井百米噸液耗電量影響因素分析

安 鵬

（大港油田第四采油廠（灘海開發(fā)公司），天津 300280）

0 引言

潛油電泵井百米噸液耗電量直接反映實(shí)際能耗的高低，同時(shí)也是潛油電泵實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)效率，系統(tǒng)效率是潛油電泵井是否處于良好工作狀態(tài)的重要標(biāo)志。潛油電泵的優(yōu)化配置設(shè)計(jì)目標(biāo)是有效提高運(yùn)行系統(tǒng)效率，運(yùn)行系統(tǒng)效率的高低與油井的產(chǎn)能、潛油電泵的優(yōu)化配置、管路阻力損失等工作特性直接相關(guān)。只有真正了解影響潛油電泵井百米噸液耗電量因素，才能有效采取措施，提高潛油電泵井的實(shí)際運(yùn)行系統(tǒng)效率，降低電泵井的運(yùn)行能耗[1]。

1 耗電量影響因素分析

2015 年至2016 年，針對(duì)勝利油田部分采油區(qū)塊進(jìn)行潛油電泵配置配套升級(jí)優(yōu)化，由于沒有充分收集區(qū)塊歷史數(shù)據(jù)及使用參數(shù)，使得高耗電的電泵井井?dāng)?shù)不降反升，造成采油廠用電量難以控制。電泵井總產(chǎn)液量占50%，而電泵井總耗電量卻占61%，平均單井日耗電量為2137 kW·h，平均百米噸液耗電量為1.03 kW·h，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)經(jīng)營任務(wù)的完成。根據(jù)同期油田官方數(shù)據(jù)，大慶油田電泵井的平均百米噸液耗電量為0.83 kW·h，平均百米噸液耗電低于勝利采油廠0.2 kW·h。

鑒于此種情況，對(duì)2018 年第三季度《大港采油廠電泵井能耗測(cè)試表》《大港采油廠電泵生產(chǎn)日?qǐng)?bào)表》將百米噸液耗電量大于1.03 kW·h 的98 口井進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)（表1），根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際數(shù)據(jù)模型進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了造成潛油電泵井百米噸液耗電量的原因。根據(jù)機(jī)泵配置參數(shù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合實(shí)際百米噸液耗電量等現(xiàn)場其他因素，總結(jié)得出影響潛油電泵井百米噸液耗電量的5 大主要因素依次為：電機(jī)配置功率過大，離心泵配置揚(yáng)程高，井口油壓高，油井液量低，原油黏度高（表2）。對(duì)這98 口井的電機(jī)離心泵配套情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，按額定排量將98 口井分成5類，將現(xiàn)場配置揚(yáng)程同實(shí)際需要揚(yáng)程進(jìn)行比較，將現(xiàn)場配置功率同實(shí)際所需電機(jī)功率進(jìn)行比較（表3）。

表1 電泵井百米噸液耗電量統(tǒng)計(jì)

表2 電泵井百米噸液耗電量高主要因素統(tǒng)計(jì)

表3 98 口井電機(jī)、離心泵配套情況表

根據(jù)電泵特性曲線理論計(jì)算，配泵揚(yáng)程每增加100 m，電泵井每天耗電量增加68 kW·h；電機(jī)功率每增加10 kW，電泵井每天耗電量增加38.4 kW·h。計(jì)算可以得出：以上98 口井的運(yùn)行參數(shù)，通過合理配置電機(jī)功率及離心泵揚(yáng)程，平均百米噸液耗電量可降低0.26 kW·h；需要通過減少電機(jī)配置功率和降低配置揚(yáng)程，實(shí)現(xiàn)電泵井平均單井日耗電量降低。

電泵系統(tǒng)參數(shù)不優(yōu)化是造成電泵井百米噸液耗電量高的重要原因。結(jié)合影響潛油電泵井百米噸液耗電量眾多因素進(jìn)行分析總結(jié)，最終均表現(xiàn)為配置電機(jī)功率和離心泵揚(yáng)程的匹配關(guān)系上（圖1）。影響電泵井百米噸液耗電量因子主要有泵型、排量、揚(yáng)程、電機(jī)功率這4 個(gè)，它們之間互相影響和制約。

圖1 配置功率大和離心泵配置揚(yáng)程高關(guān)聯(lián)

2 耗電量改進(jìn)措施及方法

電泵機(jī)組本身能耗損失是無法節(jié)約的，但通過嚴(yán)格選井選泵、優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理配置等，能有效減少不必要的能耗損失，提高電泵井的系統(tǒng)效率，應(yīng)從以下方面予以強(qiáng)化。

（1）嚴(yán)格選井選泵，確保油層、井筒和地面的協(xié)調(diào)。通過電泵井選井選泵技術(shù)研究，確定一套適合本油田電泵井選井的方法和原則，避免盲目選擇下潛油電泵的措施，提高下潛油電泵措施的成功率，同時(shí)有效提高電泵井的系統(tǒng)效率，降低電泵井的能耗。

（2）優(yōu)化電泵井設(shè)計(jì)，有效減少各種功率損失。依據(jù)電泵井的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，結(jié)合區(qū)塊油藏的地層壓力、注采工藝方案，確定合理的油井產(chǎn)量預(yù)測(cè)，確保配置潛油電泵的輸送能力。根據(jù)確定的輸送能力確定合理的潛油電泵排量、泵掛深度、設(shè)計(jì)確保電泵井沉沒度控制在300～500 m，有效提高電泵井的運(yùn)行系統(tǒng)效率[4]。配置優(yōu)化設(shè)計(jì)潛油電泵的電機(jī)功率、排量和揚(yáng)程，主要依據(jù)電泵特性曲線，盡可能使?jié)撚碗姳脫P(yáng)程、排量、效率等參數(shù)達(dá)到最優(yōu)匹配，使?jié)撚碗姳迷谧顑?yōu)能耗區(qū)運(yùn)行[5]。

（3）電泵機(jī)組系列優(yōu)化配套技術(shù)研究。通過正交試驗(yàn)，找出適合電泵工況優(yōu)化的參數(shù)，達(dá)到降低電泵井百米噸液耗電量的目的，進(jìn)一步開展?jié)撚碗姳镁x井選泵技術(shù)研究，確定一套適用油田潛油電泵井選井的方法和原則，避免盲目選擇下潛油電泵的措施，提高下潛油電泵措施的成功率，這對(duì)提高潛油電泵井的實(shí)際運(yùn)行效率是非常有效的，大大降低了電泵井的運(yùn)行能耗[6-7]。