運用QC小組活動降低海外A區塊油砂舉升成本

楊 陽，于繼飛，范白濤，隋先富，姬煜晨，李 準

（中海油研究總院有限責任公司，北京100028）

1 課題選擇

世界上85%的油砂集中在海外，由于油砂的開采成本較高，在低油價時期海外油砂開采飽受重創。對于海外A區塊高溫電潛泵是開采油砂的主要舉升方式，但因其設備昂貴、檢泵費用高等問題，降低了油砂開采的經濟效益。針對舉升成本較高的難題，申報問題解決型QC小組《皮帶抽油機在海外某區塊項目中的應用設計》，以降低油砂舉升成本，提高開采經濟效益，QC小組成果順利通過公司質量管理部門審查，并獲得中國石油和化學工業聯合會行業優秀成果二級的成績。

2 現狀調查

小組成員跟蹤海外A區塊，收集各井的管柱結構及舉升方式資料，發現開發方式為SAGD，開采方式為高溫電潛泵，但由于高溫電潛泵設備昂貴且檢泵費用高，嚴重制約了油砂開采的經濟效益，能否應用其他舉升方式代替高溫電潛泵來降低油砂舉升成本是亟需解決的問題。

小組成員通過調研發現皮帶抽油機在國內新疆油田SAGD開采稠油中已經獲得應用，并對皮帶抽油機的特性及使用情況進行了調研。皮帶抽油機國產的一種低沖次、長沖程、純機械傳動的抽油機，特別適合于稠油開采、小泵深抽、大泵提液等工況[1-3]。皮帶抽油機操作簡單，維護方便，相比高溫電潛泵可降低設備費用及維護費用。目前已開發七種型號應用在油田開采中，在西北局、新疆、江漢、中原、遼河、大港、勝利等油田皮帶抽油機都有良好應用[4]。

小組成員通過討論認為海外A區塊油砂開采方式與新疆油田SAGD開采稠油極為相似，皮帶抽油機可以代替高溫電潛泵進行開采油砂，但需要針對油砂開采的產液量高、井口斜度大等限制因素進行攻關。

3 目標設定

小組成員分析目前皮帶抽油機在油砂開采中應用的限制因數，逐個攻關，分析經濟效益，推動皮帶抽油機在海外A區塊油砂開采中的應用，降低油砂舉升成本，為油砂開采降本增效提供技術支持。

設定目標如下：①降本增效，降低設備費和后期操作費；②皮帶抽油機滿足油砂500m3/d產液需求；③皮帶抽油機可在井口斜度45°的油井中使用；④電潛泵地面控制配套設備切換成皮帶抽油機裝置不受地面工程限制。

根據設定的目標，小組成員開展目標可行性分析，詳細分析現狀和目標之間的差距[5-7]。

（1）人員配置。人員配置合理，均為研究生以上學歷，博士2人，碩士7人，配備首席工程師作為技術指導，人員設計能力和現場施工經驗豐富。

（2）科研能力。小組成員一直從事人工舉升設計工作，熟悉人工舉升設計方法，完全可以勝任科研生產工作。

（3）資金投入。小組課題為研究設計性質課題，資金支持可依托海外A區塊油砂開采項目，投入資金不大。

（4）支持能力。公司可查詢下載國內外數據庫文獻，同時與皮帶抽油機生產制造廠家有良好的合作，廠家可以對小組的設計方案進行可行性評估。

（5）客觀情況。在國內相關SAGD稠油開采中，皮帶抽油機已經成熟應用。

從以上分析結果可知，本次活動設定目標可行性強。

4 原因分析

針對存在的問題，從“人、機、料、法、環”5個方面進行分析，得出8條末端因素，見表1。

表1 要因確認計劃表

5 要因確認

小組成員梳理A區塊油砂高溫電潛泵開采情況，對沒有應用皮帶抽油機進行開采進行了認真分析和深入挖掘，確定3條要因。

要因一：皮帶抽油機舉升液量不滿足。針對A區塊的油藏特性，目前皮帶抽油機的最大舉升液量為250m3/d，并不滿足油砂開采高排量需求。

要因二：地面工程限制。A區塊采用的高溫電潛泵進行開采，地面設置的是電潛泵地面控制設備，如若轉換為皮帶抽油機的地面設備，需考慮操作空間、修井空間及采油樹相應的改造。

要因三：井口斜度限制。海外A區塊油砂在生產井的井口斜度較大，最大可達45°，常規的皮帶抽油機適用于垂直井口，無法用于斜井口。

6 制定對策

根據預定目標，QC小組針對3條要因展開詳細論證，制定了相應的對策，具體對策見表2。

表2 制定對策表

（1）抽油機選用高原900型以上抽油機，對抽油泵進行改進，選用150/44真空增壓抽油泵，28mm以上H級抽油桿可滿足500m3/d的產液需求。

（2）地面設備轉換時首先對采油樹進行改造滿足皮帶抽油機使用需求，修井時，拆除皮帶抽油機，修井區域開始工作，待修井結束后，重新安裝皮帶抽油機。拆裝皮帶抽油機的整個過程很快完成，大約需1~2h即可，地面修井區域見圖1。電潛泵轉皮帶抽油機對工程的影響很小。

圖1 皮帶抽油機修井地面圖

（3）在現有900型皮帶式抽油機的基礎上，根據井口的斜度設計了抽油機的輔助支撐和皮帶導軌，滿足皮帶抽油機在井口斜度45°時使用需求，見圖2。

圖2 45°斜井口應用皮帶抽油機示意圖

7 效果檢查

根據油藏配產指標，海外A區塊共有32口井，單井日產量較高，日產量最高可達900m3/d，31口井開發后期產液量降到500m3/d以下。針對兩種方案進行經濟評價，方案一為開發全過程使用高溫電潛泵，方案二為前期高產液時使用高溫電潛泵，產液量降到500m3/d時使用皮帶抽油機。經測算，高溫電潛泵轉皮帶抽油機開采模式可節省投資金額約為2600萬元人民幣。

小組將設定目標與對策實施后效果進行對比，經過分析，海外A區塊油砂可應用皮帶抽油機進行開采，達到設定的降低油砂開采舉升成本目標。

QC小組此次的皮帶抽油機設計方案已經通過公司項目審查，下一步將在海外A區塊應用皮帶抽油機進行開采油砂。

8 鞏固措施

為確保皮帶抽油機能夠在海外A區塊良好運行，采取以下鞏固措施。

（1）進一步對抽油機及抽油泵進行改進，適應900m3/d的排量需求，最大限度地滿足現場需要。

（2）跟進海外油砂公司油砂項目的運行情況，在更多類似的項目中應用皮帶抽油機進行開采。

9 結束語

通過開展問題解決型QC小組活動，對皮帶抽油機進行設計及關鍵技術攻關，降低了海外A區塊油砂舉升成本，提高了油砂開采經濟效益。

小組成員在活動過程中提高了皮帶抽油機的研究設計能力，增強了團隊凝聚力和工作能力。在今后的工作中，將繼續深入開展QC小組活動，提升團隊協作能力，形成PDCA良性循環，促進公司質量水平提升。