提高抽油機井系統效率管理辦法摸索與應用

羊雅琴 孫建本 劉錦秀

摘 要：近年來提高抽油機井系統效率的管理辦法逐漸被重視，但由于設備配置與油井舉升能力不能完全匹配，通過綜合運用各種技術及管理辦法，整體提升抽油機系統效率還有較大的空間，針對本油田的能耗特點，利用能量最低的設計思路，從設計源頭對每口機采油井進行優化，摸索出提高油機井的系統效率管理辦法，降低系統能耗。

關鍵詞：抽油機；系統效率；提高；辦法

近年來提高抽油機井系統效率的管理辦法逐漸被重視，以防泵漏、防管漏、防偏磨等配套工藝的實施，抽油機井舉升效率明顯提高，但由于設備配置與油井舉升能力不能完全匹配，通過綜合運用各種技術及管理辦法，整體提升抽油機系統效率還有較大的空間，特別是大部分低滲區塊油井，還存在著整體抽汲參數偏大等系列問題，通過優化后與新技術的應用，節能潛力大。

一、現狀調查及原因分析

（1）管柱漏失

油管漏失引起管柱功率損失，降低管柱效率。油管漏失主要有三方面：一是管材原因，二是生產過程中振動使油管螺紋松動產生絲扣漏失；三是桿管偏磨導致油管局部磨穿漏失。沈陽油田出砂、偏磨較嚴重，油管內壁磨損、腐蝕老化，而檢測分選能力有限，下井油管不能保證質量。

（2）桿管之間的滑動摩擦功率損失

抽油桿與油管間的摩擦損失分別為偏磨和撓曲兩方面造成的。前者與油井的井身結構關系極大，其程度與井斜段狗腿角大小直接相關；后者主要由載荷和抽汲參數決定。摩擦損失在實際操作過程中難以計算，一般采用試驗和實測的方法得到。在抽油過程中，井斜段抽油桿柱和油管摩擦，特別是抽油桿的下部發生撓曲，造成有效載荷的波動，增大了額外能耗。

（3）抽油泵的影響

泵的容積功率損失包括泵隙漏失和凡爾漏失兩方面。

正常情況下，抽油泵泵隙漏失主要是指柱塞與襯套之間漏失，對于出砂井而言，以sio2為主要成份的石英、長石等細粉砂顆粒硬度高于泵筒與柱塞的表面硬度，當這些細砂粒進入間隙內很容易造成柱塞泵筒摩擦副表面磨損，生產一段時間后間隙變大，漏失量也增大，泵效快速降低。

（4）設計參數的影響

抽汲參數包括泵徑、泵掛、沉沒度、桿管組合等。具體分析各個參數的影響：

①泵掛、沉沒度因素分析

隨泵掛加深，抽油桿柱重量增大，桿柱能耗上升，但為了維持油井正常生產，泵掛必須滿足沉沒度的要求。

②桿管組合因素分析

桿管組合一方面影響著自身重量，組合越合理，桿柱重量就越輕，抽油桿的功率損失越小。

二、提高抽油機系統效率的管理辦法

（1）供液能力匹配

供液能力匹配包括兩個方面：一是對液面較高、供液能力充足的油井要適時采取大泵提液措施，以獲得理想的產量；二是對供液不足的油井，通過加深泵掛，調小泵徑，增加沉沒度的方式來匹配油井產能，使抽油泵工作在正常狀態下，在不降低或增加產液量的同時，降低單耗。由于低產液井常開生產會導致液面下降過快，使抽油泵長期處于供液不足狀態，造成功率浪費和加劇設備損耗，因此使抽油泵工作在合理區間內可以有效的節約能耗。

（2）管桿組合優化

在保證桿柱強度和沉沒度的前提下優化組合使桿柱重量最小，降低桿柱能耗。

（3）出砂油井防治

出砂是造成泵漏的主要原因。沈陽油田所管理的23個開發單元，出砂嚴重區塊8個，出砂井數占全廠總井數的65%以上，近5年來每年因出砂泵漏井約120井次，占全年作業井次的五分之一，因此對出砂油井的治理不但可以延長檢泵周期還能降低能耗。針對不同出砂油井采取防砂抽油泵、防砂篩管、流線型無磁閥等工藝技術進行防治。

（4）偏磨和撓曲綜合治理

在深井中抽油桿柱磨損很嚴重，消耗了大量的功率，因此要降低機采井能耗，需采用桿柱扶正措施，如注塑桿、抽油桿扶正器、防脫器、防偏磨接箍、內襯管等，以減少桿柱的磨損，降低抽油桿的能耗。同時防偏磨可以有效地減少桿斷、桿脫、管漏等原因而進行的檢泵作業，延長了檢泵周期。

三、實施效果認證及存在問題

（1）取得的成果和突破

①從能量的角度分析原油舉升過程中的能耗，研究了油井生產狀態與能耗的關系，為進一步深化優化，明確生產單耗提供了切實的依據。

②在滿足產量需求的前提下，以能耗最低為目標，進行機、桿、泵組合的優化，一方面匹配油井的供液能力，以達到預期產量，另一方面保證能耗最小，達到節能的效果。

（2）存在問題

①由于優化的逐步推廣，老區塊大多數井已經進行過優化，優化的潛力變小。但隨著油藏開采地層能量的變化，原本優化過的參數會變得不再合理，需要及時采集生產數據并調整生產參數以適應生產情況。

②抽油桿和油管大多已使用了較長時間甚至超期使用，強度必然有所下降，因此在桿柱優化設計過程中要留出更大的安全系數才能實際滿足強度要求，造成了桿柱重量一定程度的增加，浪費了部分能耗。

四、結論

（1）通過優化設計參數匹配，應用防泵漏、防偏磨等工藝，可以達到節能降耗的目的。

（2）機采井節能并不是單一方面的工作，其工作對象囊括了整個采油系統的各個部分，因此需要各種配套技術的有機結合，如防偏磨、防砂、防泵漏技術等，多種技術相結合以優選出最佳的方案。

（3）從設計源頭抓節能，可以從根本上降低油井單耗，在節能的同時還可以延長油井平均檢泵周期，除節能創效之外還節約了檢泵作業費用和相應的產量損失。

參考文獻

[1]于云琦，編著.采油工程[m].出版地：北京.出版社：石油工業出版社.出版年：2006 .頁數：561

[2]劉文章.[難動用儲量開發采油工藝技術].出版地：北京.出版社：石油工業出版社.出版年2005.頁數：369

（作者單位：勝利油田濱南采油廠）