降低抽油機井井口回壓工藝方案

劉野（大慶油田有限責任公司第七采油廠第四油礦）

降低抽油機井井口回壓工藝方案

劉野（大慶油田有限責任公司第七采油廠第四油礦）

為了合理優化機采系統，提高集輸管網輸油效率，達到機采井生產效益最大化,定量分析、計算了井口回壓對機采井產量、抽油機能耗的影響，明確了降低生產回壓對實際生產的重大意義，提出降低井口回壓的兩種方法，即井口增加過渡泵輸油法和管線末端增加抽吸泵輸油法兩種方案，對提高油田輸油工藝技術水平和開發效益,確保油田的長期穩產具有一定的意義。

機采井 降回壓 過渡泵 增產 節能

在機采井生產中，由于輸油管線較細、輸油距離長，管線結蠟、結垢、原油黏度高等原因，造成井口生產回壓較高，不僅增加了掃線工作量，影響了抽油桿、管的使用壽命，造成躺井事故發生，還直接影響油井產液量、抽油設備能耗及產能建設投資。

1 回壓對機采井生產影響的定量分析

1.1回壓導致的抽油桿、油管形變對產液量的影響

由于回壓的影響，抽油機在上沖程提液時，回壓通過液體作用在活塞上，從而使抽油桿伸長，產生提液滯后現象；在抽油機下沖程時，回壓通過液體作用在固定閥上，從而使油管伸長，這樣抽油機在上下沖程做功時，抽油桿和抽油管同時產生兩個變 形 ， 降低了抽 油 泵 的 泵 效，導致 產 液 量 下 降[1]。

根 據 胡 克 定 律[2]， 當 應 力 不 超 過 比 例 極 限 時 ，桿件的伸長 ΔL與拉力 F和桿件的原長 L成正比，與橫截面積 A成反比，式中 E為 彈性模量（取值2.1× 107）。

以葡79-54井為例，泵徑 70mm，沖程 3m，沖速為 8min-1，泵深 852.4m，抽油桿為 22mm （ A桿= 3.8cm2），油管 外 徑 為 73mm，內徑 為 62mm （ A管= 11.6cm2， A空=31.65cm2) ， 日 產 液 91.3m3， 日產 油6t，系統效率為 25%。

當井口回壓增加 1MPa時，回壓作用在活塞上的作用力為 3846.5N。

根據胡克定律，上沖程時抽油桿的伸長量為4.12cm。 下 沖 程 時 油 管 的 伸 長 量 為 1.33cm， 則 由于 回 壓 每 天 影 響 的 產 量 為 1.75m3， 年 影 響 產 液 量為 638.75m3。

1.2回壓對抽油機能耗的影響

當回壓降低 1MPa時，抽油機每天節約電能147.72kWh。

假設在井口安裝離心泵，離心泵產生 1MPa舉升力，效率為35%，可舉升的高度為100m。

葡 79-54 井 日 產 液 為 91.3m3， 則 將 91.3m3液 體舉 升 100m 所 消 耗 的 能 量 為 72.46kWh。 日 節 約 電能 75.26kWh，年 節 電 能 力 為 27469.9kWh。

2 降低回壓影響方案設計

在井口輸油管線內部安裝一個外擴徑電驅動小型過渡泵，通過泵做功，使管線內液體主動向前運輸，減少井筒內液體流入管線的阻力，降低回壓對油井生產的影響。小型泵設計為雙管結構，一條為普通輸油管線，另一條為安裝過渡泵的外擴徑管線。正常生產時采用安裝過渡泵的外擴徑管線，最大限度地降低回壓對機采井生產的影響。過渡泵設計的排量參數可調，根據不同井的實際產量調整過渡泵排量略大于油井的產量。當過渡泵發生故障需要維修時，可將安裝過渡泵的外擴徑管線拆卸，采用普通輸油管線進行輸油，從而不影響機采井的正常生產。

過渡泵技術參數設計見表1。

表1 過渡泵主要技術參數

3 降回壓應用實例

3.1中原油田成功經驗

中原油田在 15口井上安裝使用了降回壓裝置（與上述裝置不同）。在采油工作制度與參數不變的情況下，測量實施前后抽油井的有關參數，回壓由原 來 的 0.4MPa 降 低 到 0.02MPa， 單 井 平 均 泵 效 提高了 6.5%，其他測量參數如表2。由表2 可知，單井平均生產周期為 385d，平均日增液 3.6×103kg，平均日增油 1.3× 103kg，累計增液 1424.5× 103kg，累 計增 油 500.5×103kg，延長 檢泵 周期 83d，累 計節電 29760.5kWh。

表2 中原油田采油二廠井口回壓降壓裝置實施前后生產數據[3]

3.2大港油田成功經驗

大港油田在7座計量站安裝油氣混輸泵7臺，計 量 站 系統回 壓 平 均 下 降 0.3MPa，各單 井 回 壓 均得 到不同 程 度 的下降 ， 增加原 油 產 量 3609t， 見表3。

表3 中原油田計量站安裝混輸泵前后生產運行數據

4 經濟效益

以葡 79-54 井為例，通過降回壓，單井增產638.75m3， 混 合 液 密 度 為 0.98cm3， 含 水 率 為94.41%，則 年 增 油 為 35t， 噸 油 按 照 2200 元計 算 ，年可創經濟效益 7.7 萬元。

葡 79-54 井 年 節 電 27469.9kWh， 按 照 0.5 元/ kWh計算，年可創造經濟效益 1.3735萬元。

回壓裝置的價格為 0.5 萬元，則第一年可創經濟效益 8.57 萬元，如果按照離心泵的使用壽命為 10年計算，每年應用 100 口井計算，可創造經濟效益約 8175萬元，具有廣闊的應用前景。

5 結論

1）通過分析計算，回壓對機采井產量和耗電的影響非常大，通過降低回壓，機采井可以大幅度提高產量，降低能耗，為油田生產創造效益。

2）設計的井口小型過渡泵具有提高機采井產量、節約能耗等特點，同時使用方便，維修簡單，可從管線上直接拆卸，便于管理。

在葡萄花油田開采過程中，應用了很多環狀流程，流程中的回壓普遍較高，部分管線的回壓高達2MPa以上，嚴重影響了油井的生產，因此在葡萄花油田積極采取措施降低回壓對機采井的生產具有現實意義。

[1]李秀竹,吳生,呂栓柱,等.抽油機井井口回壓降壓裝置的研制與應用[J].石油礦場機械,2004,33(3):94-95.

[2]張文,王克亮,馬士平.井口回壓對抽油井泵效影響規律研究[J].科學技術工程,2008，8(21)：5799-5782.

[3]王海濱,韋學臣.井口回壓對油井工況影響及對策分析[J].江漢石油學院學報,2005,27(4):688-670.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.008.023

2013-01-27）

劉野，1994年畢業于俄羅斯伊爾庫茨克國立大學，2006年畢業于大慶石油學院，從事安全管理工作，E-mail：huazhimenglijia@ 163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責任公司第七采油廠第四油礦生產辦，163517。