采油管理區科學節能降耗現狀分析與措施

王維

摘 要：面對嚴峻的成本控制形勢，采油管理九區牢固樹立“精細管理挖潛力，節能降耗降成本”的指導思想，本著“節能就是效益，降耗就是增產”的原則，深挖內部潛力，把節能作為增效點，積極實施新舉措、新辦法，見到明顯的成效。

關鍵詞：節能降耗;分析與措施

孤島采油廠采油管理九區組建于2015 年6 月，所轄墾西油田位于孤島油田以西20 公里處，包括K71、K24、K55、K622、K623、K761 等六個復雜小斷塊，含油面積13.5km2，開發方式為常規水驅和稠油熱采。2020 年內部利潤計劃4794 萬元，老井產量計劃10.3 萬噸，產氣量計劃1140 萬方。面對寒冬期、低油價的形勢，如何降低生產能耗、提高開發效益，如何實現綠色低碳生產，已經成為我們亟待解決的難題。

一、能耗分析

管理區能耗以電能為主?？傠娔苣芎墓卜譃闄C采系統、注水系統、加熱系統、管理系統四部分。其中機采系統占比最大，達到61%，主要是采油井抽油機及相關設備的運行耗電。

對機采系統各節點進行詳細耗電量分解評價，可以看出，機采系統電能損耗的主要節點為變壓器損耗、電動機損耗、抽油機損耗和井下損耗四部分。

二、節能措施及成效

管理區主要對機采系統和加熱系統開展了節能降耗工作，在用好老辦法的同時，積極實施新舉措、新辦法，節能效果明顯，達到了降本增效的目的。

（一）機采系統

1、變壓器損耗治理—變壓器減容

變壓器的變電單耗就是變壓器工作時的損耗功率與輸入功率之比。通常變壓器在60%負載下運行時，變電單耗最低。管理區變壓器負載系數多在30%-40%，“大馬拉小車”情況嚴重。同時，由于油田電收取容量費。油田電網內計量站2 座（含注水站），生產井開井26 口，注水井開井9 口，減容前計費容量達2780KVA。2019 年5 月，管理區通過對在用變壓器、電機、注水系統的統計分析，對13 口油井、一口回注井、一座注水系統進行變壓器調整，保證正常生產的情況下縮減容量1370KVA?？s減容量后，年節約容量費46 萬元，年節約電費13.2 萬元，合計節約59.2 萬元。

2、電機損耗治理—淘汰高能耗電機：

電機效率隨負載率的變化關系，通常電機的負載率在0.65以上時效率最高，負載率在0.65—1.0 范圍內效率變化較少。功率因數在負載率為1.0 左右最高，負載率低于0.5 時，效率明顯下降。與變壓器情況類似，部分油井電機同樣存在“大馬拉小車”現象。2019 年3 月管理區淘汰了九臺大能耗電機，更換為能耗相對較低的電機，換電機后預計年節電7.9 萬kW·h年節約6.2 萬元。

3、抽油機損耗治理—功率法調平衡：

抽油機平衡率不合格不僅會影響到連桿機構、減速箱和電動機的效率與壽命，而且會使油井能耗增加，系統效率降低。常規的調平衡方法為電流法，即根據上下行峰值電流實施調整。由于鉗形電流表只能測出電流大小，無法反映電流的相位，所以部分抽油機，尤其是游梁機存在的“倒發電”的現象無法測出，此時電流法測得平衡率是不可信的。7 月份四化平臺上線，抽油機的上下行平均功率可以通過現場安裝的智能多功能電表實時采集，為了消除假平衡現象，達到節能降耗的目的，管理區開展了全面的功率法調平衡工作。

（1）游梁式抽油機

參照《提高抽油機井系統效率技術》中提出的游梁機平衡負載扭矩法公式：

W

R b

1

其中：△R 為平衡塊移動量，b1 為功率曲線一階正弦分量，Ω為曲柄角速度， W 為平衡塊總重。

經過一個月的摸索和實驗，結合轄區油井實際調平衡情況，將公式修正為：

W*N

R K（P上- P下）

其中：P 上為上行平均功率，P 下為下行平均功率，N 為沖次，K 約為常數60000，當△R 為正時向外移動，當△R 為負時向內移動。

（2）高原皮帶機

皮帶機原理類似天平，抽油機配重箱與懸點均做上下往復運動，配重箱的作用是為了平衡懸點載荷。當配重箱重量等于一個沖程內懸點的平均載荷時，此時電機做功最小。據此得到以下調平衡公式：

M （F上+ F下）/2

其中：F 上為上行平均載荷，F 下為下行平均載荷，M 為配重箱重量。

以某一井為例，調平衡前其上行最大載荷87KN，下行最小載荷48KN，功率平衡率26%，電流平衡率89%，由功率曲線可以看出，下沖程“倒發電”現象嚴重。調平衡后功率平衡率達100%，“倒發電”現象基本消除，日用電量由110KW·h降低到72KW·h。

2019 年9 月以來管理區對轄區內所有不平衡進行了平衡率調整，效果非常顯著，用上述方法一次成功率100%。平衡合格率由37%上升到100%，由弱勢指標提升為局先進水平。經過26 井次的調平衡工作，日節電532KW·h，年節電19.4 萬KW·h，年節約16.7 萬元。

4、優化生產參數：

（1）低效率井調參桿、管、泵的效率是影響抽油機井系統效率的關鍵因素，泵徑、沖程、沖次、沉沒度的大小對桿柱和液柱的慣性載荷、泵閥球的運動、柱塞的有效行程及運動狀態都起著決定作用。

四化平臺上線以來，對泵效較低、單井耗電量大的4 口油井進行調參，利用作業期間更換大泵調低沖次2 口，節電效果明顯，年節電18.9 萬KW·h，節約電費14.8 萬元。

（2）低產井間開

針對區塊嚴重供液不足的井通過對靜液面恢復及連續功圖的分析，制定出合理間開制度，2019 年8 月以來共制定實施了四口井的間開，既改善了工況，也達到了降低能耗的效果。間開后預計年節電18.1 萬KW·h，節約電費14.1 萬元

（二）加熱系統

電加熱能耗治理—利用流程改造淘汰電加熱水套爐：管理區單井管線長，進口溫度較低，回壓較高，冬季需加溫保證正常輸油。由于氣源不充足，無法滿足安裝天然氣水套爐的要求，所以有的井采用電加熱水套爐加溫方式輸油。電加熱能耗高，均采用45KW 電加熱爐加熱，每年11 月至次年3 月為使用期，年耗電量16.7 萬KW·h，年費用為11.22 萬元。

經過論證和現場調研，確定了單井串聯混輸方案，解決了溫度較低和流量不足的問題。

三、下步節能工作重點

1、依托“四化”平臺，每周對各單井進行耗能分析，重點對高耗能井開展機采效率的提升治理工作，重點放在機采效率低于37%的油井上，力爭將所轄全部油井機采效率提升至37%以上。

2、繼續細化耗能節點，在抓好地面設備節能降耗的同時，逐步將重點放在提升井下運行效率上，優化管桿泵的匹配，做到全方位節能降耗。