浅析抽油机井能耗控制方法

[摘 要]文中通过对控制抽油机井能耗主要方法的分析，找出了影响抽油机系统效率的主要因素，对抽油机能耗治理提出了可行的措施和建议，以控制抽油机井单耗增长，从而达到降低机械采油成本、提高经济效益的目的。

[关键词]抽油机井；能耗；系统效率；节电率

中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）20-0222-01

引言

应用抽油机采油的目的就是将地面的电能传递给井下的液体，从而将井下的液体举升到井口。整个系统的工作过程就是一个能量不断传递和转化的过程。在能量的每一次传递时都将损失一定的能量。在抽油机提液过程中，其有效功率与输入功率的比被称为抽油机井的系统效率。若想充分发挥油层潜力，又节能降耗，就要尽最大可能提高抽油机井的系统效率。

1.抽油机井能耗综合治理措施

1.1 沉没度与系统效率的关系

系统效率：

（1）

式中：

Q—油井实际日产液量，m3/d；

H—实际举升高度，m；

Pm—油水两项混合液密度，10kg/m3；

g—重力加速度，m/s2；

P有功—有功功率，kW。

机采井实际举升高度：

（2）

式中：

H—实际举升高度，m；

Hd—油井动液面深度，m；

Po—井口油压，MPa；

Pc—井口套压，MPa。

油井动液面深度：

（3）

式中：

Hd—油井动液面深度，m；

L—油井泵挂深度，m；

Hm—油井沉没度，m。

整理得出系统效率公式：

（4）

由上述公式可以看出：

1）抽油机井系统效率随抽油泵实际举升高度的增加而提高，对于泵挂深度一定的油井，若沉没度大，抽油泵实际举升高度降低，系统效率降低。

2）沉没度过低，实际举升高度虽然增大，但泵的吸入压力变小，泵效降低，产量下降，系统效率降低。

因此，要想提高系统效率，生产中要保证油井在合理的沉没度范围内工作。在满足泵沉没压力的条件下，尽量提高实际举升高度，即降低液面。但需强调的是，动液面并非愈深愈好。因为，当泵深一定时，随着实际举升高度的增加，泵的沉没度逐渐变小，泵的吸入压力变小，会导致泵效下降，因此生产中要保证油井合理沉没度。

根据A区块的实际情况，沉没度在200-300m之间较为合理，对供液不足且能调小参的抽油机井采取下调参数措施，确保油井在合理的沉没度区间工作，选取有测试资料8口井，从前后数据对比看，提高了泵效，实现了节能效果。

1.2 优化参数

通过检泵时机优化参数，泵径由57mm换大到70mm，冲次由7.5n/min下调到5n/min，测得前后数据进行对比，日耗电下降23kWh，系统效率上升0.43个百分点。实验表明，在同等条件下，降低冲次可以提高系统效率。对于同一口抽油机井，采用不同的抽汲参数是有很大的差别，低冲次和大泵径可以使能耗较低，有利于提高系统效率。

1.3 低产井实行合理的间抽制度

对于在连续生产时呈现严重供液不足状态，地面参数最小无调整余地且日产液偏低的油井，采用连续举升方式采油是不经济的，而合理的间抽制度能在不影响产量前提下降低能耗。通过实验，找出动液面恢复过程中拐点，即动液面上升斜率最大的时间段，定为油井关井时间，并通过液面恢复曲线计算出油井目前地层压力（静压）。

通过3#单井实验，制定了该井每天停5小时、抽19小时的间抽制度，间抽后节电率达20.76%，节电效果明显。

1.4 正确的旋转方向

2013上半年，为避免负功的产生对电网冲击导致耗电量增大问题，利用抽油机井工况分析仪，对30口正常生产井进行测试，发现有2口井由于反转产生负功。

调整转向后，1#井有功节电率为12.4%。

调整转向后，2#井有功节电率为14.8%。

对这两口井的转向进行调整后，负功基本消失，有功消耗降低，平均节电率达到了13.6%，节电效果显著。

1.5 应用电气设备运行控制图合理更换电机，使装机功率更加科学

根据电气设备运行控制图合理匹配电机和补偿电容，对功率利用率小于20%、有换小余地的井，采取换小电机措施；对功率因数小于0.3、功率利用率大于20%的井，采取了无功补偿维护措施，选取有测试资料的15口井进行更换电机前后测试数据对比，平均单井无功消耗明显减小，无功节电率达到33.4%，功率因数提高了0.182。

2.结论

1）影响抽油机系统效率的因素很多，结合具体生产数据分析主要影响因素后，根据现场实际情况，制订可行性的优化设计方案，必须具有可操作性；

2）要想提高系统效率，生产中要保证油井在合理的沉没度范围内工作。

3）优化设计抽油机井的生产参数，可以达到提高系统效率的目的。从而达到提高抽油机系统的整体管理水平。

4）解决抽油机井做负功的问题，实现有功节能，需要从抽油机井运行状态和油井生产的各个环节入手，根据具体情况，采取针对性的措施，才能见到较好的效果。

作者简介：张忠立，男，1971年9月9日出生，籍贯：吉林省松原扶余县。成人大专，现在大庆油田第五采油厂采油矿基层队担任副队长工作。