大慶外圍油田“八字真功”深挖機(jī)采節(jié)能效益

姜兆輝（大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠）

隨著開發(fā)周期的延長(zhǎng)，開發(fā)地域的擴(kuò)大，油田企業(yè)的節(jié)能工作面臨生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大、設(shè)備老化能耗高、高耗能產(chǎn)量比例大等諸多挑戰(zhàn)[1]。機(jī)采耗電是油田能耗大戶，占總能耗的47%以上。隨機(jī)采井?dāng)?shù)增加，總耗電呈逐年上升趨勢(shì)。由于井深、油稠、產(chǎn)量低，低效井增多，導(dǎo)致舉升系統(tǒng)無(wú)用功高，機(jī)采單耗偏高。因此，機(jī)采系統(tǒng)舉升用電，既是耗電大項(xiàng)，又是節(jié)能挖潛重點(diǎn)，為提高開發(fā)效益，開展立體機(jī)采節(jié)能管理，勢(shì)在必行。

1 構(gòu)建八字機(jī)采立體節(jié)能管理措施

隨著開發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，機(jī)采井?dāng)?shù)逐年增加，設(shè)備老化日益嚴(yán)重，井深、油稠、產(chǎn)量低所導(dǎo)致的高能耗產(chǎn)量比例不斷加大，機(jī)采系統(tǒng)能耗呈剛性增長(zhǎng)，占總能耗的47%以上。為深入挖掘這部分節(jié)能潛力，深入開展了能耗狀況大調(diào)查，對(duì)抽油機(jī)系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的理論能耗狀況，影響系統(tǒng)效率的泵效、抽油桿柱效率、配電系統(tǒng)效率、盤根盒效率等主要因素進(jìn)行分析，明確了提高系統(tǒng)節(jié)能效率的方向；同時(shí)，共統(tǒng)計(jì)了2016口低產(chǎn)高耗井（日產(chǎn)低于0.5 t），日耗電占40.7%，但日產(chǎn)油僅占5.4%，噸油耗電1 129 kWh，是平均水平的7倍，突顯了依據(jù)產(chǎn)液量分級(jí)，進(jìn)行針對(duì)性治理的重要性。在此基礎(chǔ)上，按照“目標(biāo)控制、過程管理、節(jié)點(diǎn)分析、立體節(jié)能”的思路，綜合考慮生產(chǎn)、技術(shù)、管理等因素，大力實(shí)施以“提、管、優(yōu)、清、間、撈、高、換”為主要特征的“八字機(jī)采立體節(jié)能”基礎(chǔ)管理措施，把控制機(jī)采能耗問題落到實(shí)處[2]。

2 精益管理措施，降低采出節(jié)點(diǎn)能耗

1）提高泵效，合理匹配生產(chǎn)參數(shù)抽油機(jī)舉升不同參數(shù)匹配技術(shù)指標(biāo)變化趨勢(shì)見表1。根據(jù)機(jī)采井實(shí)際工況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，重點(diǎn)對(duì)沉沒度低于150 m的井，采取調(diào)參、換泵措施；針對(duì)沖次已調(diào)至最小、日產(chǎn)液低于3 t、沉沒度低于150 m的井安裝二次減速裝置，兩年來(lái)實(shí)施695井次，節(jié)電558.9×104kWh。

表1 抽油機(jī)舉升不同參數(shù)匹配技術(shù)指標(biāo)變化趨勢(shì)

2）精益管理，合理優(yōu)化盤根松緊。為進(jìn)一步加大機(jī)采節(jié)能降耗的精細(xì)化管理工作，制定了抽油機(jī)井盤根盒松緊度執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)見表2。進(jìn)行盤根盒松緊度調(diào)整，兩年來(lái)實(shí)施2 033井次，節(jié)電64.4×104kWh。

表2 抽油機(jī)井盤根盒松緊度執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

3）優(yōu)化配電，合理優(yōu)化配電組合。依據(jù)節(jié)能技術(shù)監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)中心測(cè)試結(jié)果，六種組合形式對(duì)比見表3。結(jié)合設(shè)備投資情況及運(yùn)行狀況，確定最優(yōu)組合形式為單速電動(dòng)機(jī)配多功能調(diào)速裝置[3-4]。兩年來(lái)實(shí)施722口井，節(jié)電349.4×104kWh。

表3 六種組合形式綜合對(duì)比

4）個(gè)性清蠟，合理優(yōu)選清蠟措施。常用清防蠟方式應(yīng)用效果評(píng)價(jià)見表4，開展個(gè)性化清防蠟方案編制，推行組合降黏方式，深化物理化學(xué)復(fù)合清防蠟工藝研究，延長(zhǎng)加藥周期，節(jié)約成本支出，降低機(jī)采系統(tǒng)能耗，同時(shí)制定了清防蠟措施現(xiàn)場(chǎng)施工流程圖，編制了現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督節(jié)點(diǎn)及內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)施工認(rèn)證單，嚴(yán)格考核，保證清防蠟措施實(shí)施到位[5-6]。兩年來(lái)實(shí)施5 438井次，桿斷脫分析圖合理區(qū)比例持續(xù)在95%以上，結(jié)蠟區(qū)比例保持在3%以下，節(jié)電736.8×104kWh。

表4 常用清防蠟方式應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

5）間歇采油，降低機(jī)采單井能耗。對(duì)滲透率低、孔隙度小、有效厚度薄，平均單井日產(chǎn)液僅3.77 t，供液嚴(yán)重不足的井，加大間抽工作力度。確定了合理間抽周期，理論與實(shí)際間抽制度推薦值見表5，以合理流壓為指導(dǎo)，在滿足油井開采平衡的條件下，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，制定了24 h內(nèi)抽油機(jī)井啟停周期，特殊井結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。同時(shí)，制定了抽油機(jī)井間抽執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)施有計(jì)劃、有監(jiān)督、有考核的目標(biāo)管理，確保產(chǎn)量穩(wěn)定、能耗下降，兩年來(lái)實(shí)施2070井次，節(jié)電4120.6×104kWh。

表5 理論與實(shí)際間抽制度推薦值

6）提撈采油，提高節(jié)能降耗效果。按照“一井一工程”精細(xì)管理理念，成立了提撈采油項(xiàng)目組，制定了《提撈采油管理辦法》，明確了各單位職責(zé)，轉(zhuǎn)提撈井及時(shí)納入采油礦的日常管理范圍，及時(shí)制定提撈井所在集油環(huán)的工作制度[7-8]。達(dá)到進(jìn)一步降低能耗的目的，兩年來(lái)實(shí)施100口井，節(jié)電554.8×104kWh。

7）高效舉升，提高機(jī)采節(jié)能效率。臺(tái)某區(qū)塊地勢(shì)低洼，建設(shè)成為電動(dòng)潛油柱塞泵無(wú)人值守?cái)?shù)字化管理示范工程，改進(jìn)完善了三項(xiàng)主體技術(shù)（地面控制系統(tǒng)、往復(fù)式抽油泵、永磁直線電動(dòng)機(jī)）及三項(xiàng)配套技術(shù)（遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)、電加熱清防蠟技術(shù)、電纜保護(hù)技術(shù)），建立了生產(chǎn)指揮中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井運(yùn)行狀況，不影響產(chǎn)量情況下，單耗下降42.9%，系統(tǒng)效率提高3.25%，同時(shí)，無(wú)地面活動(dòng)設(shè)備，維護(hù)簡(jiǎn)單，風(fēng)險(xiǎn)源少，安全環(huán)保可控。某區(qū)塊開辟長(zhǎng)沖程抽油機(jī)高效舉升示范區(qū)，長(zhǎng)沖程采油技術(shù)見圖1。實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)沖程、超低沖次柔性啟動(dòng)間歇生產(chǎn)，同時(shí)減少桿管偏磨，泵效提高41.6個(gè)百分點(diǎn)，系統(tǒng)效率提高9.5個(gè)百分點(diǎn)，單井日節(jié)電88.5 kWh，節(jié)電率55.4%，桿運(yùn)行次數(shù)降為常規(guī)抽油機(jī)井的0.8%，有效緩解桿管偏磨。

圖1 長(zhǎng)沖程采油技術(shù)

8）更換設(shè)備，提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。針對(duì)服役10年以上老化嚴(yán)重已無(wú)節(jié)能效果的電動(dòng)機(jī)及配電箱[9-10]。兩年來(lái)更換節(jié)能電動(dòng)機(jī)435臺(tái)，更換變頻調(diào)速控制箱814套，電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)提高0.2以上，節(jié)電1 111.1×104kWh。

3 結(jié)論

1）樹立了優(yōu)化方案是節(jié)約、精細(xì)管理是節(jié)約、技術(shù)創(chuàng)新是節(jié)約、安全生產(chǎn)是節(jié)約、物盡其用是節(jié)約觀念，共同投身創(chuàng)建節(jié)約型企業(yè)的責(zé)任意識(shí)、自覺意識(shí)、主動(dòng)意識(shí)明顯加強(qiáng)。形成了全員參與、崇尚節(jié)約的節(jié)約文化，引領(lǐng)和推進(jìn)節(jié)能降耗工作深入發(fā)展。

2）構(gòu)建立體機(jī)采節(jié)能管理新模式為企業(yè)節(jié)能提供全面信息和標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，對(duì)生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中節(jié)能項(xiàng)目、耗能設(shè)備、能效對(duì)標(biāo)、節(jié)能監(jiān)測(cè)、設(shè)備狀況等進(jìn)行階段性綜合評(píng)價(jià)，提高生產(chǎn)精細(xì)化管理水平，更大幅度降低能耗，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能管理水平穩(wěn)步提升。

3）通過扎實(shí)推進(jìn)“八字真功”立體機(jī)采節(jié)能管理模式，實(shí)施兩年來(lái)達(dá)到全覆蓋，實(shí)施管理措施及技改措施12 391井次，累計(jì)節(jié)電7741.8×104kWh，節(jié)省電費(fèi)5 187萬(wàn)元，取得了顯著效果。