大慶油田機采系統能效對標方法探討

王業開（中國石油天然氣集團公司節能技術監測評價中心）

1 概述

能效對標是一種為促進企業績效的改進和提高而尋找、分析并研究優秀的產品、服務、設計、機器設備、流程及管理實踐的系統方法和過程。

能效對標管理是指企業為提高能效水平，與國際國內同行業先進企業能效指標進行對比分析，確定能效標桿指標，通過節能管理和技術措施，達到能效標桿指標或更高能效指標水平的能源管理活動[1]。

目前大慶油田所有機采井的年耗電量近21×108kWh，約占全油田油氣生產年耗電量的24%左右，是油田生產主要耗能系統之一。因此，準確深入的了解機采系統能耗現狀，將能效對標有效的與機采系統能效管理結合到一起，對今后進行能耗分析并挖掘節能潛力，提高系統能效管理水平有很大意義。

2 機采系統能效對標方法

2.1 對標類型

對標類型分為內部對標和外部對標兩種。其中外部對標又可分為競爭性對標、行業對標和一般性對標。

對機采系統進行能效對標選用行業對標和內部對標相結合的方式進行。一方面，搜集資料，尋找生產環境及條件相同或者類似的機采系統進行行業對標；另一方面，油田機采系統由于驅油方式（水驅、聚驅、三元復合驅）、舉升方式（抽油機、潛油電泵和螺桿泵）、井深（800～1800m）、滲透率（高、中、低、特低）不同，加之相關信息收集較難，不易找到同等或類似的機采系統進行能效對標。因此要側重內部對標，可以在宏觀上對機采井按區塊“定額”對比單耗指標，按井組“橫向”對比管理水平；從微觀上按單井“縱向”對比節能效果，實現行業和內部結合對標。

2.2 對標指標的確定

2.2.1 指標確定原則

選擇確定指標一是要能夠反映企業整體能源利用狀況能效水平、能夠涵蓋全部生產流程的指標；二是能夠反映主要工藝流程、環節或設備能效水平的指標，多工序能耗主要設備的能源利用效率等指標；三是重要工序設備等的關鍵性工藝參數指標。

機采系統能效對標的重點是找準影響機采系統能效水平的關鍵因素（指標）。通過對指標的分析，全面、客觀地了解抽油機井產生及能效水平現狀；與國際、國內同行業先進指標進行對比分析，找出能效指標差距，明確節能的現實潛力；建立機采系統能效指標體系，提出各項能效指標的定額；確定能效標桿指標，科學合理地分解落實節能目標責任；通過節能管理和技術措施，達到能效標桿指標或更高能效指標水平。從而形成一套系統、完整的工作經驗與管理模式來提高節能工作管理水平。

2.2.2 能耗分析及指標確立

機械采油過程所消耗的能量主要包括兩大部分，一部分是用于提升所載液體所必須的有效功，另一部分是在舉升過程中的損失能量。損失功率包括地面損失功率和地下損失功率兩部分。地面損失功率主要與抽油機上、下沖程的平均載荷、桿速、抽油機光桿平均功率和電動機空載功率有關；地下損失功率主要包括黏滯損失功率和滑動損失功率等，主要與原油黏度、泵掛、泵徑、泵效、油層物性等因素有關；原油舉升過程中還有對生產有益的油氣膨脹功率。

機采系統效率是提升所載液柱的有用能量與電動機消耗的總能量之比，綜合以上各種因素對能耗過程的影響，反映了機采過程中能量消耗情況，是抽油機一個重要的經濟運行指標，目前廣泛應用于油田機采系統管理及節能考核中，行業標準將系統效率值作為評價管理水平的主要指標，根據系統效率值來評價各油井、油田的管理水平。

根據構建指標體系的全面性、獨立性、通用性、代表性和過程性原則，結合生產及節能監測實際，確定系統效率及噸液單耗為機采系統能效對標的主要指標，通過對比分析，確定機采系統能效對標指標：采出油（氣）當量液量用電單耗（kWh/t）、百米噸液（舉升）單耗（kWh）、抽油機系統效率（%）、螺桿泵系統效率（%）、潛油電泵系統效率（%）。

2.3 機采系統能效對標依據、統計口徑及計算依據

機采系統進行能效對標，主要依據國家、行業的節能法規、制度及節能監測、測試、評價的標準、規范，并結合油田各單位2006—2010年生產能耗及用水的實際進行研究制定。如：GB/T 2589—2008《綜合能耗計算通則》、SY/T 6275—2007《油田生產系統節能監測規范》等。

相關指標的計算方法遵照GB 2589—2008《綜合能耗計算通則》、SY/T 6722—2008《石油企業耗能用水統計指標計算方法》、SY/T 5264—2006《油田生產系統能耗測試和計算方法》、《集團公司節能統計指標體系及計算方法（試行）》的有關規定執行。

2.4 對標指標基準值的確定

對標指標基準值的確定具體遵循以下原則：

1）開展企業內部對標時，基準值一般是企業最近幾年平均值或最高值，也可能是設備的設計值或經設備性能試驗確定的額定工況值。

2）開展行業對標時，基準值一般是同行業的平均水平或先進水平，也可以用國家、行業標準的限定值、節能評價值。

對機采系統進行內部對標時，選用“十一五”期間大慶油田的能效指標最高值作為基準值；行業對標時，選用中國石油天然氣集團（以下簡稱中石油）勘探系統先進企業的平均值作為基準值。

3 能效對標實踐

3.1 對標方向

對大慶油田第一采油廠到第十采油廠“十一五”期間機采系統的能耗狀況進行對比分析，統計產能建設變化，分析歷年來機采系統的能耗變化情況。對機采系統按抽油機、螺桿泵、電泵井分類，分別對“十一五”期間每年的功率因數，單耗指標及系統效率變化情況進行匯總分析，首先進行內部數據對標，按區塊對三種舉升方式就各指標進行對比分析；其次進行行業對標，對大慶油田機采系統指標水平與標桿企業進行對比分析。

3.2 標桿選定

3.2.1 內部標桿選定

根據大慶油田油藏結構，依據滲透率不同，將油田采油區域分為長垣內部a區塊（一～六廠中滲透）和長垣外部b區塊（七～十廠低滲透），分別對機采系統進行對標。大慶油田a區塊抽油機井系統效率分別以2010年區塊監測綜合指標最高的采油廠為標桿。

3.2.2 行業標桿選定

從中石油勘探系統各油田2008—2009年機采系統平均單耗指標完成情況數據中看出：大港油田2008和2009年抽油機井平均系統效率為32.76%（2008年33.18%、2009年為32.33%）。大慶油田2008和2009年抽油機井平均系統效率為26.16%（2008年25.66%、2009年為26.56%），2006—2010年平均為24.65%，且呈逐年提高趨勢。2010年最高為27.29%，與大港油田平均系統效率32.76%相差5.47個百分點；與標準要求29%的節能評價值相差1.71個百分點。

大港油田抽油機井驅油和舉升方式、井深等生產環境與條件同大慶油田長垣內部區塊相近，具有可比性。因此，大慶油田可把大港油田抽油機井系統效率作為標桿，找出差距，提高抽油機井的管理和生產水平，實現高效生產。

3.3 對標實踐

3.3.1 內部對標

對大慶油田“十一五”期間各指標監測結果按區塊與標桿值、標準值進行比對，見表1（○代表達標，●代表不達標）。

3.3.2 行業對標

收集中石油勘探系統歷年機采系統總體單耗指標及各油田單耗指標。根據對比分析，選定大港油田系統效率為標桿。

對大慶油田2008—2009年抽油機井系統效率按區塊與標桿進行對比，見表2。

某采油廠2010年抽油機井系統效率與標桿比對見表3（○代表達標，●代表不達標）

3.3.3 螺桿泵、電泵井對標

“十一五”期間對螺桿泵、電泵井沒有進行系統測試，缺少測試評價數據，因此把標準規定的節能限定值與節能評價值作為目標值與“十一五”期間各廠較高水平的能耗指標進行比較，見表4。

表1 某廠2010年及“十一五”期間抽油機指標a區塊與標桿對比

表2 大慶油田2008—2009年抽油機系統效率達標比例對比

表3 大慶油田某廠2010年及“十一五”期間抽油機系統效率與標桿對比

表4 大慶油田某廠“十一五”期間螺桿泵（電泵）單耗指標與標桿對比

4 結束語

能效對標在大慶油田機采系統中的應用是一項繁瑣而艱巨的工作，但是在目前油田開發處于保持產量穩定與節能降耗的雙重要求下，對油田了解自身能耗情況及未來謀劃節能潛力挖掘和結構調整又是十分必要的。

能效對標工作貫穿整個油田企業能耗管理、使用的各個階段。能耗對標分析的數據主要來源于統計和監測。首先要做好統計分析工作，統計數據要做到及時準確；其次要做好耗能設備的監測工作，監測設備的選定應該結合生產實際，設備運行狀況、現場條件等因素進行選定。做好能源消耗的統計和監測基礎工作，節能監測評價機構建立并完善油田相關數據指標數據庫的建立，對于油田的能耗對標工作是十分重要的。

[1]國家發展和改革委員會資源節約和環境保護司.重點耗能行業能效對標指南[M].北京:中國環境科學出版社,2009:3-15.