牛圈湖油田抽油機(jī)系統(tǒng)效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油廠，新疆 哈密 839009）

牛圈湖油田抽油機(jī)系統(tǒng)效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油廠，新疆 哈密 839009）

本文針對(duì)牛圈湖油田抽油機(jī)系統(tǒng)效率偏低的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)地上和井下等影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率的因素進(jìn)行分析，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施改善油層供液能力、科學(xué)合理應(yīng)用節(jié)能設(shè)備、優(yōu)化抽汲參數(shù)等措施，有效提高了機(jī)采系統(tǒng)效率，節(jié)約了油田用電成本費(fèi)用。

牛圈湖油田；系統(tǒng)效率；抽油機(jī)；節(jié)能

1 影響系統(tǒng)效率的主要因素

1.1 地面因素分析

1.1.1 電動(dòng)機(jī)對(duì)系統(tǒng)效率的影響

牛圈湖油田目前85%以上的抽油機(jī)使用的三相永磁同步電動(dòng)機(jī)，此類電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)扭矩大，運(yùn)行電流小，功率因數(shù)平均達(dá)0.72，效率較高。但是因?yàn)橛途a(chǎn)液普遍低，仍有40%的井功率因數(shù)小于0.7，16%的井功率因數(shù)小于0.4，電機(jī)負(fù)載率較高，大馬拉小車問(wèn)題存在。其中三相永磁同步電動(dòng)機(jī)TNYC200L-8系列電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到750r/min，不易把沖次降至4次以下，并且使用一定年限后會(huì)出現(xiàn)消磁現(xiàn)象，使用效率低，影響抽油機(jī)系統(tǒng)效率。

1.1.2 平衡率對(duì)系統(tǒng)效率的影響

抽油機(jī)的平衡度對(duì)系統(tǒng)效率的影響很大，抽油機(jī)運(yùn)行不平衡，會(huì)造成電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流和功率因數(shù)波動(dòng)過(guò)大，甚至?xí)斐呻妱?dòng)機(jī)在沖程某一階段出現(xiàn)負(fù)功現(xiàn)象。根據(jù)平衡度與實(shí)測(cè)能耗的關(guān)系，可知平衡度在0.85～1.1之間變化時(shí)，抽油機(jī)能耗最小。由于牛圈湖油田油井平均日產(chǎn)液低，間開(kāi)井比例高，新井、措施井產(chǎn)狀變化快等原因，導(dǎo)致抽油機(jī)平衡度普遍較低，平均在70%左右，在一定程度影響系統(tǒng)效率。

1.2 井下因素分析

1.2.1 日產(chǎn)液量低、原油黏度高對(duì)系統(tǒng)效率的影響

抽油機(jī)井日產(chǎn)液與井下效率基本呈線性關(guān)系，牛圈湖油田近40%的油井日產(chǎn)液小于2m3/d,，這部分井下效率普遍較低，導(dǎo)致系統(tǒng)效率也較低。

牛圈湖油田原油中含蠟量（13.44%），中凝固點(diǎn)（9.0℃）。0～10℃時(shí)乳化原油黏度≥10000MPa*s，在環(huán)境溫度26～27℃時(shí)，未脫水脫氣后黏度達(dá)到200MPa*s以上，原油黏度較高，液體摩擦阻力增加，系統(tǒng)效率明顯減低。

1.2.2 井口回壓高對(duì)系統(tǒng)效率的影響

由于受地面集輸系統(tǒng)的影響，牛圈湖東區(qū)90口油井平均回壓為1.4MPa，冬季可達(dá)到2.0MPa以上，分析認(rèn)為隨著回壓升高，抽油機(jī)懸點(diǎn)的最大載荷增加，最小載荷降低,載荷變化幅度和示功圖面積都增大,功率消耗增加，從而導(dǎo)致系統(tǒng)效率減低。

1.2.3 沖次大、泵效低對(duì)系統(tǒng)效率的影響

牛圈湖抽油機(jī)平均沖次達(dá)到4次，快沖次的抽汲，不但增加管桿泵的磨損，而且增大動(dòng)載荷和摩擦載荷，同時(shí)增加電機(jī)輸入功率，增加交變載荷，無(wú)法避免設(shè)備做無(wú)用功，導(dǎo)致系統(tǒng)效率系統(tǒng)效率。

牛圈湖油田油井平均泵效為22%左右，泵效低，導(dǎo)致系統(tǒng)效率也較低。

1.2.4 沉沒(méi)度低對(duì)系統(tǒng)效率的影響

隨油井沉沒(méi)度增加，井下牛圈湖油井井下效率逐步提升，牛圈湖油田80%以上油井沉沒(méi)度小于200m,沉沒(méi)度低，導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低。

2 提高系統(tǒng)效率措施及效果

2.1 改善油層供液能力，提高油井系統(tǒng)效率

通過(guò)地層措施改造或加強(qiáng)注水，可有效改善地層供液能力，進(jìn)而提高單井產(chǎn)量。牛圈湖油田2014年實(shí)施老井壓裂14次，日增油6.2m3/d,日增油3.5t/d,其中湖42～71井壓裂后系統(tǒng)效率提高了27.2%。

2.2 科學(xué)合理應(yīng)用節(jié)能設(shè)備，提高拖動(dòng)系統(tǒng)效率

2.2.1 應(yīng)用BN-DRC系列無(wú)功補(bǔ)償啟動(dòng)控制柜+ BNBJ-197型節(jié)能電機(jī)

2014年3月，牛圈湖油田22口油井安裝了BN-DRC系列無(wú)功補(bǔ)償啟動(dòng)控制柜+ BNBJ-197型節(jié)能電機(jī)，安裝后油井平均泵效提高了5.9%，6口可對(duì)比井系統(tǒng)效率平均提高了5.1，百米噸液?jiǎn)魏臏p低了1kWh/(100m?t)，平均單井日節(jié)電13kW?h，22口油井預(yù)計(jì)年節(jié)約用電10.5萬(wàn)度。

2.2.2 應(yīng)用變頻智能控抽柜

2014年4月，牛圈湖油田23口油井安裝了變頻智能控抽柜，安裝后油井平均泵效提高了3.4%，6口可對(duì)比井系統(tǒng)效率平均提高了1.9%，百米噸液?jiǎn)魏臏p低0.75kWh/(100m?t)，平均單井日節(jié)電9.1kW?h，23口油井預(yù)計(jì)年節(jié)約用電7.3萬(wàn)度。

2.2.3 加強(qiáng)調(diào)整平衡

2014年1～7月，牛圈湖油田完成160井次抽油機(jī)調(diào)平衡工作量，目前抽油井平衡為81%，4口可對(duì)比井，調(diào)平衡后系統(tǒng)效率平均提高了1.7%，平均單井日節(jié)電4kW?h，預(yù)計(jì)年節(jié)約用電3.6萬(wàn)度。

2.3 優(yōu)化抽汲參數(shù)，提高井下系統(tǒng)效率

2.3.1 優(yōu)化桿柱組合，更換∮32mm重球桿泵

隨著低滲油田大規(guī)模開(kāi)發(fā)，∮38、44mm等以上的抽油泵在下深方面受液面和管柱強(qiáng)度等因素限制，不能滿足低滲油田經(jīng)濟(jì)高效開(kāi)發(fā)要求，應(yīng)用32小直徑重球桿泵大大提高了抽油井的泵效及井下效率，牛圈湖油田應(yīng)用∮32mm重球泵比32mm普通桿泵平均井下系統(tǒng)效率高15.3%，系統(tǒng)效率高9%。

2.3.2 調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，提高泵效

2014年牛圈湖油田油井優(yōu)化工況，調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)14井次，平均泵效調(diào)高12.8%，其中牛13-8井對(duì)比調(diào)參后，泵效提高了14.8%，系統(tǒng)效率提高了8.2%。

2.4 加強(qiáng)日常管理水平，提高地面系統(tǒng)效率

①利用單井自動(dòng)化系統(tǒng)，做到油井管理“三及時(shí)”，即及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)匯報(bào)、及時(shí)處理和出措施方案，保證28口異常井及時(shí)得到恢復(fù)，降低無(wú)效耗能。

②加強(qiáng)油井日常維護(hù)及套氣管理，調(diào)整好井口盤(pán)根松緊度，加大管線熱洗及水套爐洗井筒工作，降低井口回壓，制定了套管氣管理制度，提高井下效率。

③落實(shí)抽油機(jī)維護(hù)保養(yǎng)制度，進(jìn)一步做好“五率”即緊固、潤(rùn)滑、對(duì)中、平衡、水平調(diào)整管理工作，提高地面效率。

3 結(jié)語(yǔ)

從以上分析可以看出，提高系統(tǒng)效率的主要工作是加強(qiáng)技術(shù)管理和生產(chǎn)管理，技術(shù)管理包括機(jī)桿泵的選擇、地面抽汲參數(shù)的調(diào)整、檢泵作業(yè)、調(diào)平衡及各種節(jié)能設(shè)施的應(yīng)用；各項(xiàng)生產(chǎn)管理工作的好壞直接影響系統(tǒng)效率的高低，為此，要加強(qiáng)基礎(chǔ)的管理工作，從一點(diǎn)一滴做起，努力提高管理水平及系統(tǒng)效率。

進(jìn)一步建立抽油機(jī)系統(tǒng)效率的評(píng)價(jià)體系，繪制系統(tǒng)效率評(píng)價(jià)框圖，對(duì)于系統(tǒng)效率不達(dá)標(biāo)的井，根據(jù)其在評(píng)價(jià)框圖中相應(yīng)的位置，有針對(duì)性的提出提高系統(tǒng)效率具體的對(duì)策。

牛圈湖油田相當(dāng)一部分油井長(zhǎng)期供液不足，為提高油井整體資源利用水平，建議有針對(duì)性的從油井投產(chǎn)設(shè)計(jì)、節(jié)能設(shè)備選型、后期產(chǎn)能變化預(yù)測(cè)等方面綜合考慮，使產(chǎn)能建設(shè)新區(qū)的油井系統(tǒng)得到提高。

對(duì)于部分抽油機(jī)載荷過(guò)大的井，建議應(yīng)用抽油機(jī)減載器，減輕抽油機(jī)驢頭載荷及抽油桿自身重量，降低能耗。

[1]徐文淵.提高機(jī)采效率配套技術(shù)研究與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006，125-128.

[2]魏紹遠(yuǎn).提高抽油機(jī)系統(tǒng)效率技術(shù)探討[J].內(nèi)蒙古石油化工，2013,2:106-108.

[3]鄒文濤.，江蘇油田機(jī)采系統(tǒng)效率測(cè)試分析及對(duì)策[J].節(jié)能，2011,7:109-110.

于能文(1979-)，男，甘肅武威人，2005年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院石油工程專業(yè)，工程師，從事現(xiàn)場(chǎng)油水井管理工作。