超低滲透油田采油系統節電技術應用

胡宇舟 莊潮 鄒超 謝豐 高謝棟（長慶油田分公司第九采油廠，寧夏 銀川 750006）

超低滲透油田采油系統節電技術應用

胡宇舟 莊潮 鄒超 謝豐 高謝棟（長慶油田分公司第九采油廠，寧夏 銀川 750006）

超低滲透油田單井產能低，采油系統能耗居高不下，隨著國際油價持續走低，成本壓力劇增，而電費支出占總成本的25%以上，挖潛潛力巨大。故推廣各項成熟的節電技術，是超低滲透油田勢在必行的節能舉措。本文通過對姬塬超低滲透油田采油系統中節電技術的應用進行總結，歸納出幾種常用技術的應用范圍及其特點，旨在為后期推廣提供應用經驗。

采油系統；節電技術；節電效果

1 采油設備設施使用情況

該區主要應用的是游梁式抽油機，現開油井共523口，其中間開233口井，平均產液量為1.70m3∕d，月耗電量198萬kw.h，采油系統電量約占總用電量的55%。

采用游梁式抽油機—有桿抽油泵采油系統。機型以CYJW10-3-37為主，各類電機總功率6800Kw，其中普通三相異步電機423臺，占81%。電機平均輸入功率3.8Kw，單井平均耗電91kw.h∕天。采油系統具有設備多，但單臺設備功率低的特點，這也限制部分節電技術的應用推廣。

2 采油系統節電措施及效果

2.1 推廣節能電機

該區于2008年大規模投產，投產后設備設施未進行批量更新，仍然以15Kw普通三相異步電機為主，電機啟動電流大，功率因數0.35，平均輸入功率3.8Kw，能耗高。因大規模節能電機更新費用較大，故該區對高耗能普通三相異步電機實施逐年更替。

2015年推廣使用高轉差電機51臺，更替過程中一是用較小容量的電機取代目前較大容量的普通電機做到合理的功率匹配，從而減少其固定損耗。且高轉差電機具有平坦的效率特性曲線，在抽油機上運行比普通電機可獲得較高的平均效率；二是發揮高轉差電機的特性，大大減少乃至消除電機運行時的發電狀態，減少能量因無益傳遞過程中的損耗。對比三相異步電機，使用高轉差點擊后下沖程峰值電流由16.26A↓9.01A，上沖程峰值電流由20.68A↓14.66A，平均節電率為16%。但該電機為非變頻電機，不能通過變頻柜直接控制調節抽油機生產參數。

2.2 電動機就地無功補償，提高功率因數

無功補償所用到的物理原理是將容性負荷與感性負荷進行并聯，并將它們放在同一系統中,使二者能夠互相進行能量的轉換。因此，便能使感性負荷所需要的無功功率從容性負荷處通過轉換而得到，有效提高功率因數，同時也能盡可能的減少無功損耗，從而減少整體功率的損耗及電能的損失。由于抽油機電機在運行過程中的負載變化很難達到最佳配置的標準，所以電機實際的負載率較低，同時又因為單井電動機的無功補償無法及時到位，導致油區整體的低壓配電系統的功率較低。采用12kvar電容就近平衡無功,對功率因數低的175臺普通三相異步電機安裝無功補償，安裝后平均功率因數由0.53↑0.96，平均工作電流由20A↓14A，減少線損600kwh.天。且安裝后抽油機運行電流曲線更為平穩，利于電機平穩運行。

2.3 實驗太陽能儲能自平衡尾游梁，提高平衡度

太陽能儲能自平衡抽油機尾游梁采用智能化無線控制方式，自動化程度高，可實現無人職守調整抽油機平衡，具有自動調整平衡、節能、安全可靠，降低抽油機運行中的不平衡耗電。安裝后平衡度由51%↑97%，系統效率由7.8↑11.5%，節電率達到11%。該設備僅實驗2臺，大規模推廣仍有待繼續跟蹤后期使用情況。但從該設備使用情況可得出：調整抽油機平衡度可有效降低用電量。因此，該區開展10型抽油機調平衡工作，通過測試系統效率，對128口平衡不合格井進行配重調整，優化后平衡度由57%↑92%，日節電868kw.h∕天。

2.4 使用新型三抽設備

實驗直線電機無桿采油4口。直線電機無桿采油技術是一種新型的采油方式，通過井下的直線電機帶動抽油泵柱塞往復運動實現原油舉升。省去地面抽油設備，提高抽油效率。能有效解決斜井采油、油管桿偏磨的難題，并降低井筒治理費用。對比分析試驗前后生產數據：泵效由33.9%↑77.4%，節電率15%。

同時，為從根本上解決機型偏大，井下系統與地面系統不匹配造成能耗較高的問題。2015年后新投井均安裝8型抽油機，逐步提高8型抽油機占比。目前已經使用型號CYJ8-3-26HY(SW)的8型數字化抽油機47臺，可通過變頻調整沖次。測試結果表明，同樣生產參數的8型抽油機較10型抽油機耗電量低13%，系統效率高11%。

2.5 大力推廣油井間開

油井間開已成為低產井提效最為經濟、簡單、有效的措施。該區平均單井產能僅1.02t∕d，間開潛力巨大。2016年夏季實施間開226井次，占開井數的43%，平均間開時間12h，較全開可節約用電1萬kw.h∕天。冬季受為確保井組集輸管線運行正常，避免結蠟造成管線堵塞，需是井組油井不同時段進行間開。故設計抽油機自動定時間開裝置。該裝置通過在控制柜中加裝時間繼電器，實現無人職守井組抽油機定時自動啟停。安裝后，2016年冬季間開井次較2015年增加65口，可多節約電量月3000kw.h∕天。同時通過跟蹤間開后的液面功圖變化，提出優化建議56口。根據間開井合理流壓和液面變化調整5口。在確保間開節能降耗的同時，降低對產量的影響。

3 結語

（1）推廣使用高轉差電機和開關磁阻電機等新型節能電機可有效降低采油系統用電，節電率分別為16%和20%。

（2）實施電動機就地無功補償，可解決普通三相異步電機有效功率低的問題，降低電網線損。

（3）直線電機無桿采油技術節電率15%左右，但該工藝配套需繼續研究，降低井下電纜等附件故障率。

[1]景萬德。直線電機無桿采油技術試驗效果評價[J]。中國設備工程，2012（02-0056-03）.

[2]趙明明。抽油機井太陽能自平衡改造方法研究及試驗[J]。石油石化節能，2016（2）

胡宇舟（1989-），男，2012年7月畢業于西南石油大學，石油工程專業，學士學位，現為長慶油田第九采油廠技術員。