八面河油田油井节能工作的实践与效果

张志刚，于鹏亮

八面河油田油井节能工作的实践与效果

张志刚，于鹏亮

（中国石化胜利油田分公司清河采油厂，山东 寿光262714）

节能降耗是提高企业经济效益，增强企业竞争力的重要措施。八面河油田针对稠油区块机采系统效率低、部分油井工况优化余地大、机采设备整体利用率低等能耗问题，提出了如下治理对策：1、在设备节能改造方面，推广低冲次稠油节能抽油机和节能永磁电机。2、在改善油井工况方面，合理油井沉没度，加强偏磨腐蚀治理，降低油井无效排液。3、结合区块特点，加大调整稀油区块及稠油区块与百米吨液耗电的平衡力度。

八面河油田；油井；节能；设备改造；工况改善；平衡调整

八面河油田现有油井1216口，以抽油机井为主。其中开井1106口，装表油井655口，装表率为59.2%，平均单井实测日耗电量为172.3KW.h。2010年平均机采系统效率为30.7%，稠油区块仅6%。总体来说，八面河油田油井能耗水平仍然较高，有较大的挖潜空间。

1 存在问题

1.1 稠油区块机采系统效率低

由于稠油区块原油性质普遍较差，且具高密度、高粘度特点，地面原油密度（0.948～0.984）g／c m3，平均0.964g／c m3，凝固点8℃～20℃，原油粘度（2327.8～44333.6）mPa.s，平均粘度7632.5 mPa.s，属普通稠油Ⅱ类。由于油稠不可避免地导致较大粘滞和流动阻力，从而造成举升及其配套系统能耗较高。稠油井生产时抽油杆摩擦阻力大，光杆下行困难，油井具有低冲次、低液量、低泵效的特点，使得油井举升比较困难。低冲次的特点又使机采系统，特别是普通游梁抽油机采油系统处于远低于合理参数的高能耗环境下运转。2010年，稠油区块机采系统效率仅为6%，平均单井日耗电量216度，远高于油田平均水平。另外，随着稠油区块油井逐年增加，必然带来油田油井构成和能耗结构的变化，从而迫使油田整体机采系统效率持续降低，使得单井能耗水平进一步增加。

1.2 部分油井工况优化余地大

泵效是影响油井能耗的重要因素，实际反映了抽汲参数，包含冲程、冲次、泵挂等的合理与否。在一定的供液基础上，较高的冲次或不合理的沉没度必然造成较低泵效，同时产生较高的能耗。2010年，八面河油田沉没度高于500 m的油井尚有203口，泵效低于30%的低泵效井仍有157口，具有较大的降耗增效潜力。

1.3 机采设备整体利用率低

由于历史原因，八面河油田抽油设备现场的运行参数远小于设计参数，设备利用率总体较低，部分油井“大马拉小车”现象严重。2010年八面河油田平衡率低于80%的油井仍有172口，抽油机平均负载率仅为56.1%，负载率低于50%的油井为379口。电机负载率为56.9%，负载率小于50%的有533口。另外，部分抽油机及电机老化严重，也在一定程度上降低了设备的传导效率，增大了无效损耗。

2 治理对策

2.1 设备节能改造

2.1.1 推广低冲次稠油节能抽油机

由于普通游梁式抽油机减速比仅为31.73，在装配普通电机的情况下，其最小冲次仅能达到（3～4）次／min，不能适应稠油区块（1～2）次／min的低冲次生产要求，只能借助调速电机进行冲次补偿而获得低冲次，从而造成较高的无功能耗。为有效应对稠油区块油井的高能耗问题，八面河油田近年逐步引进了低冲次游梁式抽油机，该型抽油机减速箱使用的是四轴三级传动减速形式，减速比可达189.5，因而最低冲次能够达到1.3次／min，能够基本满足稠油区块油井的生产需要。另外，与传统游梁机相比，其装机功率可由37KW或18.5KW降低为15KW甚至11 KW，综合能耗降低40%以上。2011年，在前期推广的基础上，八面河油田新装8台CYJK型低冲次稠油节能抽油机，使其总体装机规模达到24台，其中7台为汰换原有抽油机，平均日节电151 KW.h，节电率高达64.8%（见表1）。到720台，覆盖率由2010年的45.7%提高到目前的60.9%。其中，16级永磁电机达到581台，覆盖率达到50%，平均单井日节电55.0 KW.h（见表3）。

表1 低冲次游梁式抽油机更换使用效果对比统计表

表2 2010年电机单井日耗情况统计

2.1.2 推广节能永磁电机

与调速电机相比，永磁电机有较大的启动转矩和较高的功率因数，能明显改善电机与抽油机的匹配状况。2010年，八面河油田对在用电机进行了功率因数普测，从测试结果来看，其功率因数达到0.75，远高于普通电机的0.35和调速电机的0.4。装配永磁电机的油井平均单井日耗电量137KW.h，节电效果显著，更换普通电机和调速电机的节电率分别为15.4%和37.4%（见表2）。

2011年，八面河油田加大了永磁电机的推广力度，其中全年改造更换210台次，使得永磁电机在用台数达

表3 2011年电机调整效果对比表

2.2 改善油井工况

2.2.1 合理油井沉没度

沉没度对于油井泵效及耗电量有显著影响。合理沉没度不止能提高油井泵效，降低机采系统能耗，同时还能够减少杆管投入，节约材料费用。通过对有电表井的沉没度、泵效及吨液耗电量进行统计拟合，稠油区块合理沉没度应在150 m～200 m，稀油区块则应在300 m～550 m（见图1）。

图1 稠油区块与稀油区块沉没度与泵效、吨液耗电量的关系曲线

根据上述认识，2011年八面河油田累计上提泵挂76口，累计上提泵挂1.2万米，减少杆柱负荷近280 KN，油井沉没度进一步合理（见表4），日累节电2159KW.h。

表4 2011年及2010年油井泵挂及沉没度情况对比统计表

2.2.2 加强偏磨腐蚀治理

2011年，通过分类治理模式，重点加强了内衬油管、抽油杆减磨接箍等减磨类偏磨防治技术及缓蚀剂等防腐技术的使用力度，使得油井平均负荷由53.8KN减小到42.4KN，减小11.4KN，有电表井单井日节电14KW.h。同时，油井检泵周期大幅提高，同比延长35天。

2.2.3 降低油井无效排液

1）对低于经济开发指标且无生产潜力的油井进行关停或间抽。2011年累计间抽39口，核算日累节电3399 K W.h。计关16口，核算日累节电2382 K W.h。

2）对井下变化及参数选取不合理造成的低效井进行参数优化。2011年累计下调参数345井次，其中下调冲次308井次，日累节电8377KW.h。调小泵径37口，日累节电606 KW.h（见表5）。

表5 2011年参数下调工作量及其效果统计表

2.3 加大平衡调整力度

平衡度对于油井日耗有显著影响。较低的抽油机平衡率不但会造成电机电流变化不均匀，使电动机内耗大大增加，从而影响整个抽汲系统的效率，增加油井能耗。

从稀油区块及稠油区块的平衡范围与百米吨液耗电的关系曲线（见图2）来看，稀油区块油井百米吨液耗电随平衡度的增加而减小，平衡度每增加5%，下降约0.1。有效举升600 m，液量20方的情况下，节电量约为12 K W.h。稠油区块油井百米吨液耗电总体也随平衡度的增加而减小，但大于95%时有所增加。其平衡度为80%～95%时节电效果最好。根据上述认识，结合主要区块具体特点，2011年安排部署平衡调整工作311井次，平均单井日节电13.2 K W.h，累计日节电4105 K W.h。

图2 稀油区块及稠油区块平衡范围与百米吨液耗电的关系曲线

3 治理效果

2011年，八面河油田共实施节能技改及其他管理节能工作量1210井次。其中，有电表井单井日均耗电由2010年的172.3KW.h下降至2011年的159.2KW.h，以2011年平均开井数1128口计算，累计节电402万度。机采系统效率由30.7%提高到30.8%，提高0.1%。其中，稠油区块机采系统效率大幅提高2%，达到8%的较好水平。

4 认识与建议

1）油井节能工作是一项复杂的系统工程，必须立足机采系统全局，才能有效降低油井能耗。

2）对八面河油田而言，稠油区块合理沉没度应在150 m～200 m，稀油区块则应在300 m～550 m。

3）平衡度对油井能耗有显著影响，平衡度越高，油井能耗越低，但稠油井对于平衡度尤其敏感，其平衡度在80%～95%时节电效果最好。

［1］陈永明.抽油机平衡度与能耗的关系［J］.油气田地面工程，2009，28（9）：60－61.

［2］石宏飞，闰朝辉等.推广抽油机调平衡，降低稠油开发电能消耗［J］.试采技术，2009，30（2）：58－61.

［3］闫敬东.永磁同步电动机在抽油机井上的应用分析［J］.石油机械，2006，34（2）：54－56.

On Practicing Oil Well Energy Conservation Work in Bamianhe Oilfield and Relevant Effect

ZHANG Zhi－gang，YU Peng－liang
（Qinghe Oil Production Plant of Shengli Oilfield Company，SINOPEC，Shouguang Shandong，262714，China）

Energy conservation and consumption reduction is a key measure to increase an enterprise＇s economic benefit and strengthen its competitive force.Aiming at energy consumption problems in thick oil zoon，such as low mechanical exploitation efficiency，large room for optimizing working condition of so me oil wells and low overall use ratio of equipments for mechanical exploitation，Bamianhe Oilfield has proposed counter measures accordingly：the first is to increase low－stroke and energy－saving pumping unit for thick oil and energy－saving permanent magnet motor in line with energy conservation trans for mation of the equip ments.the second is to adjust immersible degrees of oil wells，strengthen management of eccentric wear and erosion and reduce invalid drainage to improve operation condition.the third is to increase balance adjustment bet ween thin oil zoon or thick oil zoon and power consumption with hectometer tons of liquid according to block property.

Bamianhe Oilfield；Oil Well；Energy Conservation；Equipment Upgrading；Improvement of Operating Condition；Balance Adjustment

［责任编辑 李伯珍］

TE8；F407

A

1009—301X（2012）04—0047—03

2012－02－13

张志刚（1968－），男，现在中国石化胜利油田分公司清河采油厂主要从事设备节能管理工作。