提高抽油機井系統效率的有效對策

陳民靜

摘要：應用抽油機井生產系統采油的目的是將地面能量通過抽油機—抽油桿—抽油泵傳遞給井筒中的生產流體將其舉升到地面，整個系統的工作過程就是能量不斷傳遞與轉化的過程，而在能量傳遞和轉化的每一環節均會產生能量損失。從地面供入系統提供的能量扣除系統中的各種損失，就是系統給井筒流體的有效能量，其與系統輸入能量之比即為抽油機井的系統效率。

關鍵詞：抽油機井;系統效率;有效對策

油井系統效率是反映抽油機井工況的重要指標，其影響因素多，提高機采系統效率，必須對抽油機拖動系統，抽油桿、抽油泵以及配套技術進行研究和開發工作，因此優化設計軟件在提高系統效率的工作中是必不可缺的。通過開展機采系統效率參數優化工作，綜合節能技術引進和應用，以及對抽油機井的科學管理等，能夠有效提高抽油機系統效率，實現節能降耗的目的。

1目標提出

對采油廠2011—2015年抽油機井系統效率進行了調查，結合抽油機節點分析理論，分析采油廠系統效率提升潛力。

抽油機能耗節點分析：抽油機井系統效率總體分為地面效率和井下效率兩部分，懸繩器以上包括電動機、皮帶、減速箱及四連桿機構4個能耗節點;懸繩器以下包括盤根盒、抽油桿、抽油泵和井下管柱等4個能耗節點。

2影響因素分析

2.1曲柄平衡能耗高

曲柄平衡是將平衡塊加在曲柄上，工作時，由懸點載荷和平衡重在曲柄軸（減速器輸出軸）上造成的扭矩與電動機輸給曲柄軸的扭矩相平衡。截止到2015年底，采油廠2956口抽油機井采用曲柄平衡的井1959口，占總井數的66.27%，統計曲柄平衡抽油機井平均系統效率25.66%，相比復合平衡抽油機井，系統效率低8.1%。

2.2皮帶打滑

抽油機井皮帶是傳輸動力的重要環節，皮帶打滑與皮帶和皮帶輪接觸面積、皮帶松緊度2個因素有關，抽油機皮帶打滑直接影響皮帶使用壽命、耗電量、系統效率。

2015年采油廠皮帶平均使用天數102天。通過對系統效率低于20%的井進行現場檢查，其中85口井皮帶打滑，這些井皮帶平均使用壽命79天，低于全廠平均水平。通過對這些井進行測試，皮帶平均傳動效率88.81%，平均系統效率25%。皮帶打滑使得抽油機井的傳動效率變低，能耗提高，影響系統效率。

2.3電動機匹配不合理

通過對采油廠系統效率低于20%的井963口井電動機匹配情況進行調查，其中功率利用率低于15%或高于50%的井314口井，通過分析匹配不合理井共計198口井，其中電動機型號偏大83口井，型號偏小115口井。

針對匹配不合理的198口井進行現場測試，通過測試得出電動機型號偏大抽油機井平均系統效率17.52%、偏小抽油機井平均系統效率15.47%，低于全廠平均水平。

3.強化技術管理

1、實施動態管理，優化參數運行，提高單井系統效率

由于油井生產的動態化，參數管理成為重要，及時合理的調整，不僅改善泵況，對提高油井系統效率也起到了很大的作用。根據油井生產數據動態變化，及時地進行參數調整，但無論上調參還是下調參，必須遵循合理沉沒度的規律，也就是說，在通過提高泵效，提高系統效率的方式上，參數和泵效并非性關系，隨著有效揚程的增加，泵效增加的趨勢逐漸變緩，直到達到最大。合理沉沒度的確定一般定為300-400米，單井合理舉升高度可由公式進行計算。

2、優化作業井方案設計

優化方案設計，不僅可以有效延長油井的泵周期，同時通過設計過程中的方案調整，還可以有效提高油井的系統效率。近幾年來，加大了檢泵井的方案優化力度，換泵同步實施和優先泵掛深度。防護措施上也相應地采取油管錨定和低沉沒度井熱洗質量，跟蹤措施井措施后生產情況，效果明顯，減少一次性投入，延長油井檢泵周期的同時，油井的系統效率也有所增加。

（1）檢抽泵井。通過加強方案設計管理，實施檢換泵同步施工35口井，其中檢換小泵15口井，檢換大泵20口井，通過方案設計過程中合理的參數調整，措施效果明顯，系統效率也有所增加。資料對比35口井，單井產液時上升17.8噸，舉升高度增加了111.2米。系統效率上升了8.21個百分點。檢換小泵井，單井產液量上升3.6噸，舉升高度下降了102.3米，系統效率上升了1.98個百分點，噸液百米耗電減少0.369千瓦時。

（2）優化泵掛。優選泵掛深度不僅改善泵的工況，同時也改善了抽油機驢頭懸點受力情況，特別是上提泵掛井，節電效果明顯。針對含水相對較高的井上提泵掛9口井，對比9口井，舉升高度增加了201.3米，噸液百米耗電減少0.33千瓦時，系統效率上升2.11個百分點，節電率為33.12%（3）油管錨定井。方案采取油管錨定，主要是改善管柱受力情況，防止管柱斷脫，但一定程度上，油管錨定以后，也相應減少了光標的沖程損失，提高泵效，25口油管錨定井，單井產液量上升1.3噸，舉升高度減少110米，噸液百米耗電減少0.11千瓦時，系統效率上升2.01%，節電率為10.63%。

3、生產管理

（1）強化抽油機井的熱洗管理、提高洗井質量。在低系統效率的原因分析中，蠟影響造成的低值系統效率，也存在一定比例。在提高洗井質量，強化培訓，完善考核機制的同時，對比2012年21口系統效率較低的井，功圖分析蠟因素影響不再存在，系統效率有所提高。通過加強低沉沒度井熱洗質量，在單井產液量上升的同時，有效舉升高度增加333.67米，噸液百米耗電減少0.197千瓦時，系統效率上升3.3%。

（2）強化異常井管理，對低增油井結合注采關系，計劃實施檢泵作業。2011-2012年，實施低增油井檢泵21井次，使漏失造成油井系統效率低的原因，降到最低程度。

（3）及時進行抽油機平衡調整，保持較高平衡度。由于平衡管理工作的加強，2012年我區抽油井平衡率由78.3%上升至目前的84.3%。實驗表明，抽油機井平衡率在85%-95%之間電機實際消耗功率最低，在其參數不變的情況下，系統效率最高。所以，抽油機井平衡運轉非常重要。

結論

1、建立低效井分類原因檔案，配套相應整治措施制定實施計劃。

2、月度結合單井產液量、沉沒度、功圖情況，進行抽汲參數合理性分析，制定下步調參計劃，及時合理調整參數。

3、優化檢換泵井方案設計，科學地進行泵徑、泵掛、桿柱匹配調整。結合油井正常生產管理中的難點，合理配制下新工藝，對管、桿出現問題的井，加大油管錨定措施。

4、對低沉沒度，低產井實施洗井后功圖復測制度，對洗井不徹底井，重復洗井，避免蠟卡。

5、對漏失井建立漏失量跟蹤制度，及時實施檢泵，有效降低漏失井對系統效率的影響。

參考文獻：

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