抽油機(jī)井能耗定額的制定與應(yīng)用

王榮久（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

1 10 型機(jī)定額趨勢(shì)分析與關(guān)系曲線的擬合

抽油機(jī)井噸液百米耗電是指原油開(kāi)采過(guò)程中把一噸液量從地下提升一百米所消耗的電能。噸液百米耗電能夠綜合反應(yīng)抽油機(jī)井的用電和生產(chǎn)情況，因此選擇噸液百米耗電作為抽油機(jī)井的定額指標(biāo)能夠?yàn)槌橛蜋C(jī)節(jié)能管理提供綜合性指標(biāo)，并提高抽油機(jī)井沉沒(méi)度治理工作的質(zhì)量[1]。

式中：W為噸液百米提升高度有功耗電量，kWh/(102m·t)；P1為輸入功率，k W；Q為油井產(chǎn)液量，t/d；Hd為油井動(dòng)液面深度，m。

影響噸液百米耗電的參數(shù)有產(chǎn)量、液面、有功功率[2]。對(duì)于一口注采條件不變的抽油機(jī)井，產(chǎn)量變化動(dòng)液面也會(huì)對(duì)應(yīng)發(fā)生變化，所以產(chǎn)量、液面對(duì)抽油機(jī)井的噸液百米耗電影響較大。為了研究噸液百米耗電在不同液面、產(chǎn)液條件下的變化規(guī)律，將10型機(jī)總計(jì)9 193口井的能耗測(cè)試數(shù)據(jù)分0~300 m、300~600 m、600~900 m三個(gè)液面區(qū)間，繪制不同產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的噸液百米耗電曲線。

從0~300 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到60 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，噸液百米耗電隨著日產(chǎn)液量的增加下降速度變緩[3]。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，10型機(jī)0～300 m擬合曲線見(jiàn)圖1。

圖1 10型機(jī)0～300 m擬合曲線

從300~600 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到60 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，噸液百米耗電隨著日產(chǎn)液量的增加下降速度變緩[4]。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，10型機(jī)300～600 m擬合曲線見(jiàn)圖2。

圖2 10型機(jī)300～600 m擬合曲線

從600~900 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到70 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，噸液百米耗電隨著日產(chǎn)液量的增加下降速度變緩。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，10型機(jī)600～900 m擬合曲線見(jiàn)圖3。

圖3 10型機(jī)600～900 m擬合曲線

2 14 型機(jī)定額趨勢(shì)分析與關(guān)系曲線的擬合

將14型機(jī)總計(jì)7 126口井的能耗測(cè)試數(shù)據(jù)分0~300 m、300~600 m、600~900 m三個(gè)液面區(qū)間，繪制不同產(chǎn)量對(duì)應(yīng)的噸液百米耗電曲線。

從0~300 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到90 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線[5]，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，14型機(jī)0～300 m擬合曲線見(jiàn)圖4。

圖4 14型機(jī)0～300 m擬合曲線

從300~600 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到90 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)[6]。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，14型機(jī)300～600 m擬合曲線見(jiàn)圖5。

圖5 14型機(jī)300～600 m擬合曲線

從600~900 m的曲線可以看出，隨著日產(chǎn)液量的增加噸液百米耗電呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)日產(chǎn)液量達(dá)到100 t/d時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)。根據(jù)噸液百米耗電的發(fā)展趨勢(shì)擬合出趨勢(shì)線，并可得出噸液百米耗電與產(chǎn)液量的公式，14型機(jī)600～900 m擬合曲線見(jiàn)圖6。

圖6 14型機(jī)600～900 m擬合曲線

3 定額修正及誤差

為了能夠更準(zhǔn)確地計(jì)算不停驅(qū)替方式下抽油機(jī)井的能耗定額，將2015—2019年抽油機(jī)井10型、14型機(jī)不停液面條件、不同驅(qū)替方式下的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并與公式計(jì)算的定額值進(jìn)行比對(duì)，通過(guò)比對(duì)確定不同驅(qū)替方式下的修正系數(shù)[7]（見(jiàn)表1）。

表1 10型、14型機(jī)不停液面定額計(jì)算

根據(jù)2015—2019年10型、14型抽油機(jī)井的測(cè)試數(shù)據(jù)擬合出的定額計(jì)算公式計(jì)算2020年10型、14型機(jī)的定額值，并與實(shí)際的定額進(jìn)行對(duì)比，最終計(jì)算出誤差率[8]。2020年10型機(jī)定額計(jì)算誤差分析見(jiàn)表2、2020年14型機(jī)定額計(jì)算誤差分析見(jiàn)表3。

表2 2020年10型機(jī)定額計(jì)算誤差分析

表3 2020年14型機(jī)定額計(jì)算誤差分析

10型、14型機(jī)的誤差率大部分低于26%，其中10型機(jī)聚驅(qū)井的定額計(jì)算誤差率相對(duì)較大，需要重新擬合修正，提高公式計(jì)算精度，14型機(jī)計(jì)算定額均低于時(shí)機(jī)定額值，誤差率大部分低于15%，計(jì)算精度相對(duì)較高。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果統(tǒng)計(jì)

2021年初根據(jù)能耗定額的擬合公式及修正系數(shù)制定了10型、14型機(jī)的定額指標(biāo)[9]。指標(biāo)下達(dá)后各作業(yè)區(qū)根據(jù)自身實(shí)際情況與指標(biāo)的差距進(jìn)行低效井的分析與治理工作，對(duì)低于定額值的低效井采取針對(duì)性措施，一是采取管理措施，進(jìn)一步挖掘原有系統(tǒng)節(jié)能潛力，優(yōu)化匹配運(yùn)行參數(shù)，強(qiáng)化生產(chǎn)運(yùn)行管理，實(shí)施精細(xì)清防蠟管理，累計(jì)實(shí)施調(diào)平衡、間抽、控制盤根松緊度、合理套壓控制等3 815井次。二是采取技術(shù)措施，提高舉升設(shè)備利用率、降低運(yùn)行載荷、降低電量消耗，累計(jì)實(shí)施優(yōu)化單井設(shè)計(jì)、優(yōu)選沖程、沖次、電動(dòng)機(jī)優(yōu)化調(diào)整等措施1 262井次。截止到年底，各項(xiàng)定額指標(biāo)全部完成，累計(jì)節(jié)電362.26×104k Wh，節(jié)電經(jīng)濟(jì)效益244.13萬(wàn)元[10]，2021年能耗定額應(yīng)用效果見(jiàn)表4。

表4 2021年能耗定額應(yīng)用效果

5 結(jié)論

通過(guò)分析數(shù)據(jù)及影響因素建立機(jī)采井能耗定額指標(biāo)值的分析方法，計(jì)算出定額值。通過(guò)能耗定額的編制，推進(jìn)“低-高效井”對(duì)標(biāo)模式。技術(shù)上采取優(yōu)化單井設(shè)計(jì)、優(yōu)選沖程、沖次、電機(jī)調(diào)整等措施；在管理上，實(shí)施精細(xì)清防蠟管理，結(jié)合調(diào)平衡、間抽、控制盤根松緊度、合理套壓控制等節(jié)能措施，實(shí)現(xiàn)了單井日耗電控制在定額之內(nèi)。能耗定額管理的方法可以有效地指導(dǎo)抽油機(jī)井節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)井的高效運(yùn)行。