“以电代油”钻井在外围油田的实践分析

李海军（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

“以电代油”钻井在外围油田的实践分析

李海军（大庆油田有限责任公司第九采油厂）

大庆油田第九采油厂2015年计划钻井382口，为了尽可能地降低钻井成本，各产能区块油藏开发方案一经确定，即对各区块进行现场调查，综合考虑电网能力，井位分布、架设钻井电力线路投资及油钻成本等因素，论证“以电代油”的可行性。得出1个区块可采用电钻方式，节省能源，降低成本；2个区块电钻投资比油钻高，2个区块当地电网不能满足需求，无法采用电钻。目前使用的半油半电型钻机节能效果没有全电型钻机好，电动钻机还需继续改进，以达到更好的节能效果，加大外围油田的适用范围。

外围油田 以电代油 钻井 电动钻机

1 钻机基本情况

目前，采油厂井场使用的钻机分为柴油发电机和电动机驱动两种情况，其中电动机驱动的50D钻机为全电型，启动过程中运行功率为2600 kW，钻井队自带10 kV/0.6 kV 3150 kVA变压器1台；40D钻机为半油半电型，启动时用电功率为1300 kW，钻井队自带10 kV/0.6 kV 1600 kVA变压器1台；30D钻机为半油半电型，启动时用电功率为650 kW，钻井队自带10 kV/0.6 kV 800 kVA变压器1台。钻机情况见表1。

表1 钻机情况

2 油钻改电钻的可行性分析

2.1 钻井供电线路的选择

考虑钻井供电线路转产能，采用10 kV的3× LJ-120型导线，该导线在35℃环境温度下理论载流量为330 A[1]，功率因数按0.85计算，最大运行负荷4858 kW。根据国家标准，30D及40D钻机的电压损失不小于7%[2]计算；50D钻机自带变压器具备有载调压功能，电压损失按不小于10%计算。不同供电半径情况下所允许负载见表2、表3。

通过以上分析可见，供电半径在8 km内，至少满足1台50D钻机运行；供电半径在11 km内，至少满足1台40D钻机运行；供电半径在22 km内，至少满足1台30D钻机运行。

2.2 供电电源的选择

就近选35 kV线路加装临时35/10 kV变压器方式供电，也可以由已建的35 kV、110 kV变电所的10 kV出线柜供电。

需要对供电电源的能力进行核实。首先根据钻探集团提供的钻机安排，确定钻机类型，再由各钻机有效的供电半径内寻找35 kV线路或35 kV、110 kV变电所，最后根据钻机所需用电负荷核实35 kV线路及变电所能力，确定是否满足钻机要求。

2.3 经济效益分析

当验证完就近有可用的电源后，还需进行经济效益分析，将使用电钻和油钻进行对比，电钻投资低于油钻时才能确定使用电钻。

架设的钻井线路中部分可以作为产能正常建设的线路，所以在建设费用上要扣掉转产能部分的投资。而1个30D半油半电型钻机比全油型钻机每日可省0.2万元，1个40D半油半电型钻机比全油型钻机每日可省0.6万元，1个50D全电型钻机比全油型钻机每日可省3万元。可见，转产能的线路越多，使用钻机越大，效益越好，节省的费用越多。

表2 电压降Δu≤7%情况下各供电半径允许负荷情况

表3 电压降Δu≤10%情况下各供电半径允许负荷情况

3 “以电代油”钻井的应用

2015年，采油厂产能共计5个区块，计划钻井382口，其中，水平油井77口，直斜油水井279口。通过对各区块进行现场调查，勘查就近的35 kV线路及依托的变电所，A区块和B区块可依托的110 kV变电所已满负荷运行，无法满足钻井用电负荷的需求，不能采用电钻；B区块和C区块可依托的35 kV线路及110 kV变电所能力满足要求，但电钻投资的费用比油钻高，同样不能采用电钻；D区块可行，电钻比油钻节省费用195.21万元（表4）。

采用40D钻机钻D区块6口水平井，采用30D钻机钻其余直斜油水井。可依托的变电所距离最远的水平井9 km，距离最远的直斜井12 km，采用变电所10 kV出线柜引电源，能满足钻机的启动要求。

D区块是厂的一个新产能区块，用电不依托已建油田区块的10/6 kV线路，产能建设电源引自110 kV变电所10 kV出线柜，架设的钻井线路可以全部转为产能；产能线路正常建设时有1 km LJ-50型10 kV线路，钻井线路在产能正常建设的基础上增加投资2.2万元。本区块的钻井线路从变电所直接出线的方式与从就近35 kV线路引电源相比，节省了租用临时变电所的费用，减少了与地方电力部门及油田电力部门办理临时用电手续的时间。

表4 D区块电钻、油钻经济效益对比

4 结束语

目前，外围油田中常使用的半油半电型30D钻机和40D钻机的节能效果无全电型50D钻机好。其他油田上有使用全电型的30D钻机，直接采用6 kV高压电钻，则在架设钻井线路时就必须使用6 kV供电线路；但随之产生一个供电半径短、压降大的问题，这对于外围油田油井分布面积大的情况很难适用。所以，如果30D和40D钻机改成全电型并供电电压为10 kV的情况，则今后外围油田会有更多的产能区块适用电钻，并且取得很好的节能效果。

[1]任元会,卞铠生,姚家袆,等.工业与民用配电设计手册[M].3版.北京:中国电力出版社,2005:526.

[2]周胜军,于坤山,谭志强,等.GB/T 12325—2008电能质量 供电电压允许偏差[S].北京:中国标准出版社, 2008.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.007.011

2015-05-11）

李海军，工程师，2006年毕业于四川大学，从事电力运行管理工作，E-mail：173546223@qq.com，地址：黑龙江省大庆市第九采油厂厂机关生产运行部，163853。