影响机采井系统效率的因素及治理措施

李铭 赵志明 安羽 陈大伟

（大港油田公司第四采油厂 天津 300280）

1 引言

随着油田开发进入中后期，人工举升方式在各种举升方式中所占的比例越来越大，而在人工举升方式中，又以有杆泵抽油机往复抽汲方式为主，而目前这种生产方式的系统效率较低，浪费能量较多。因此，如何最大限度的提高有杆抽油系统效率，实现用有限的产出，换取最大的效益，是保证油田高效生产的重要途径之一。

2 影响机采井系统效率因素分析

抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效做功能量与系统输入能量之比，并且根据机采系统的特点，可以将抽油机以光杆悬绳器为分界点分为两部分，下面就根据地下，地面两部分来分别论述抽油机系统效率的影响因素。

2.1 井下系统效率影响因素

井下系统效率的计算公式为：

式中：Q－油井液量，m3/d；

H－有效扬程， m；

ρ－混合液密度， kg/m3；

A－示功图面积 mm3；

sd－减程比 m/mm；

fd－力比 kN/mm；

ns－冲次 min-1

从公式中可以看出，油井液量、动液面、试功图面积（冲程、悬点载荷）、冲次是影响井下系统效率的主要因素，而它们本身也受着油层供液能力、液体粘度、井斜轨迹、泵挂深度、油管管径、泵杆杆径、杆管材质等因素影响。因此，提高井下系统效率的潜力在于：一是从油井产量入手，通过各种油层改造技术，注水配套技术等来改善油层的供液能力，提高油井产量，提高油井的系统效率。二是通过下泵深度、抽汲参数、管柱组合的优化，从而减小各种无功损耗，达到提高系统效率的目的。

2.2 地面系统效率的影响因素

机采井地面所损失的功耗主要由电机损失的功耗及抽油机摩阻损失的功耗两部分组成，这其中又以电机所损失的功耗最大，且抽油机摩阻损失的功耗可以通过日常管理使其达到最好的运行状态，因此，地面部分的薄弱环节就是电机效率，因此电机的匹配程度直接影响地面系统效率的高低。

普通异步电机装机容量大，当电动机启动后，绝大多数电机都是在定速拖动方式或轻重负荷变化拖动方式下运行。这种高低功率的不平衡匹配，是电动机长时间处于轻载和定速运行的低效利用状态，电机效率较低。并且由于抽油机负荷变化较大，电机负载率低，“大马拉小车”现象严重，尤其是对低产低效油井，更是如此。

3 提高机采井系统效率的对策

3.1 地面部分

针对普通电机在使用中所存在的缺点，在充分考虑油井油层物性、渗透率、泵挂、液面、液量等因素，在低产低效井中选用功率匹配较好的高效节能电机—双联齿轮节能减速电机。

双联齿轮减速电机是在输入输出齿轮左右对称安装双联齿轮减速器，通过双联齿轮减速器来改变电机输出轴的转速，从而降低冲次及匹配电机的输入功率，解决“大马拉小车”问题。

3.2 井下部分

从上面分析可知，提高井下举升效率的关键在于：一是从油井产量入手，通过各种油层改造技术，注水配套技术等来改善油层的供液能力，提高油井产量，提高油井的系统效率。二是通过下泵深度、抽汲参数、管柱组合的优化，从而减小各种无功损耗，达到提高系统效率的目的。

3.2.1 下泵深度及抽汲参数的优化设计

优化下泵深度。根据地质配产、合理沉没度、井网完善程度、油层供液情况等，合理确定下泵深度具体做法是：对于供液能力改善的油井应泵升级并提浅泵挂；对于供液能力变差的油井应泵降级并加深泵挂。从而最大限度的提高油井泵效，达到提高产量，提高泵效，提高油井井下举升效率的作用。

抽汲参数的优化设计的原则是在保证油井产液量的原则下，尽量使用“长冲程、慢冲次”，以降低油井的冲程损失，减小悬点载荷，从而达到提高泵效，减少水利损失及摩擦损失，得到较高的系统效率。

3.2.2 增产工艺技术的应用

通过技术手段，如油层改造技术，注水配套技术等，改善油藏的供液能力，提高油井产液量和产量，从而提高油井的有效功率，达到增油和提高机采系统效率的目的。

4 提高机采井系统效率措施的现场实施

4.1 地面设备优化

使用双联齿轮减速电机与普通电机测试对比数据 见下表1

表1 减速电机与普通电机生产数据对比

从上表可以看出，应用减速电机后，输入功率明显降低，系统效率得到显著提高。

4.2 下泵深度及抽汲参数优化

（1）港5063井下泵深度优化

根据该井生产情况和地层特征，在下泵深度上进行了优化，将泵深由优化前的1700米提浅到1100米。

优化后该井液量由32.8t提高到54.82t，日增油1.58t，泵效由45%大幅度提高到75%。系统效率由16.57%提高到40.86%

表2 港5063井下泵深度优化前后生产数据对比

（2）板G10K井抽汲参数优化

根据该井泵效低，供液不足的特点，将该井冲次由2.5次/分调整为2次/分。优化后生产数据及机采系统效率见下表。

表3 板G10K井抽汲参数优化前后生产数据对比

4.3 增产工艺技术的应用

港365-3井调驱受益前后机采系统效率见下表

表4 港365-3井调驱受益前后生产数据对比

从表中可以看出，该井调驱见效前后油井液量大幅上升，有功功率上升，输入功率减小，系统效率大幅提高，提高了22.71%。

5 结论

1、油井液量低、电机不匹配、油井泵挂深度及抽汲参数不合理是制约机采系统效率提高的主要因素。通过地面电机匹配，下泵深度及抽吸参数的优及增产技术的应用，可使油井系统效率提高10—30%。节能效果明显。

2、机采系统效率是地面效率与地下效率统一的整体，在实际工作中要从两方面入手，才能取得较好的效果。

3、系统效率的提高，涉及到油井生产的各个环节：如油井清防蜡、设备的维护与保养等，因此，提高系统效率，需各部门的共同努力与协作。

4、应加大机采井系统效率的监测工作，充分了解机采系统效率状况，从而制定有针对性的措施。

1.杨海滨等 ，机采系统效率计算方法研究与认识 ，钻采工艺，2005.03

2.李兴 康成瑞 邹俊松，低渗透油田机采系统效率影响因素分析 ，石油化工和节能，2008（3）