優化機采效率降低消耗

文/張樹起

1 單位生產概況

大港油田作業三區是一個有著近四十年開發歷史的老區，油田開發已進入高含水、相對低效的中后期開發階段，投入與產出的矛盾日趨突出出來。目前共有油井479口，正常開井369口，日產油2129t/d。其中抽油機井297口，占全區開井數的91.8%，日產油1856t/d，占全區產量的87.1%。故有桿泵舉升工藝在我區生產中占有重要地位。

2002年4-6月對該區正常生產的185口抽油井逐一進行了測試和計算評估。首先對全區所有抽油井進行電功率、動液面、沖程、沖次及皮帶輪徑等參數進行測試，收集各井生產參數（產液量、含水率、油壓、套壓）、井下管柱、桿柱結構、泵型、地面抽油機機型、電機機型等設備參數及井斜參數，并將各井的高壓物性參數進行收集、補充及處理，建立單井數據檔案，在此基礎上對每口井的機采系統效率進行了計算。

經測算，該區抽油井平均單井消耗功率（P?）為6.84KW，平均單井年耗電量5.99萬KWh，平均單井年耗電費近3萬元，平均機采系統效率只有23.9%。而根據1997年總公司統計結果，我國陸上油田抽油機井的平均機采系統效率為26.7%。由此可見，作業三區抽油機井存在著單井年耗電量高，系統效率較低的問題，提高抽油井的機采系統效率對于節能降耗、降低生產成本有著重要意義。

2 提高機采效率的措施

為了能盡快提高該區的抽油井的機采系統效率，我們首先在該區的港西油田進行先導性試驗。結合抽油井檢泵，在保持油井的產液量相對穩定的前提下，以損失功率最低或能耗最低為原則的機采參數優化設計，達到提高機采系統效率，節能降耗的目的。在試驗取得成功的基礎上，在全區全面推廣應用。截止目前，共實施提高機采系統效率井82口，通過實施對比，各項指標均有了明顯的改善，取得了明顯的成效。見表1。

表1：優化機采工藝參數對比表

2.1 節能降耗，實現低成本開發戰略

據測定，優化實施的機采系統井，機采系統效率由優化前的16.5%提高到33.6%，平均單井機采系統效率提高了17.1%，平均單井年節電量1.8萬KWh，單井年節電費0.9萬元。該區現有抽油井330口，系統效率按提高13%計算，則年可節約電量594萬KWh，節約電費297萬元，為企業開辟了一條節能降耗，實現低成本開發的新思路。以西43-5-2井為例：

2.2 油井的檢泵周期明顯延長

（1）從系統優化原理和實際優化情況看到，優化后油井的沖次平均由6.7次/分降到3.5次/分。由于優化后沖次大幅度降低，可使泵桿在單位時間的抽汲磨損和疲勞的次數大大降低，減少抽油機的交變載荷。若沖次由6次降到3次，則抽油桿每年減少150萬次的沖擊。目前我區使用的D級抽油桿，實際的交變載荷，抽油桿的疲勞極限在1--2×107次之間，若沖次為6次，推算使用年限在4-8年之間，若沖次調為3次，泵桿使用年限可延長至10年以上，延長了泵桿的使用壽命 。

（2）采用低沖次抽油，可大大緩解油層出砂，延長出砂井的檢泵周期。如優化實施的第一口井西8-4-2井，優化前的檢泵周期僅為64天，而優化后檢泵周期延長至215天。如歧422井，優化前的檢泵周期僅為49天，而優化后檢泵周期延長至187天。優化機采系統參數，不僅大大延長了油井的檢泵周期，同時又為油藏合理開發提供了工藝保障。

2001年共發生停產井294井次，其中因出砂造成的停產井127井次，占總停產井次的43.1%，抽油桿斷脫62井次，占總停產井次的24%。出砂和桿斷脫是目前我區油井停產的主要原因。若對全區330抽油井全部進行系統優化，平均檢泵周期延長2個月，則每年可減少停產井20井次，節約修井作業費100萬元。

2.3 機、桿、泵呈良性工作，減少地面修保工作量

根據優化前后的示功圖來看，優化后的示功圖與優化前的示功圖發生了很大的變化。。這充分說明優化設計后的機、桿、泵組合是非常合理的，抽油泵在每一個沖程中的工作呈良好狀態，從而延長抽油泵的使用壽命。通過用大泵徑、小工作制度代替小泵徑、大工作制度，延長了桿、管的使用壽命，降低了能量損耗，從而減輕電機及抽油機的修保工作量。

3 結論

（1）對于高含水、低滲透、出砂多的老油田和開發區塊，降低生產系統能耗是以提高機采系統效率為前提的，也是油田中后期開發降低采油成本、實現可持續發展的關鍵所在,該項技術具有廣泛的適用性和應用前景。

（2）此項技術受地層能量、動液面深度、地面設備、運行參數等條件的制約，在個別單井的應用效果不慎理想，還有待于各種節能新設備、新技術、新工藝的應用與能源管理機制的配合，這些都是我們今后要深入研究的課題。