潜油电泵井节能综合治理措施及效果

李涛（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

电泵井是喇嘛甸油田主要的大排量采油方式之一。油田进入特高含水期后，受地层供液不足影响，部分电泵井无法保证在高效区间运行，导致能耗增加，设备故障频发[1]。因此，针对低排量效率、低沉没度的电泵井采取了扬程优化、变频调参以及应用液量反馈装置等措施，满足电泵井高效低耗的运行需求。

1 电泵井参数优化

油田高含水开发后期，部分电泵井由于各种因素如地层压力、产液量、含水等多种参数变化，导致电泵井工作状况与原设计不符，由此造成电泵井长期处于低效工作状态，能量损失过大[2]。对于正在工作的电泵井，应优选其扬程、泵挂等工作参数，以保证电泵井始终处于高效区工作[3]。

为保证电泵井处于最高效率区间运行，首先结合检泵，通过单井产能预测、下泵深度与总扬程确定及简化工艺管柱，以系统效率最高点为最佳工况点进行电泵井参数优化设计[4]。2017年对供液不足的电泵井采取优化换小泵设计12口井，平均单井产液增加14t/d，排量效率由64.8%提高到108.1%，提高了43.3个百分点；对泵型偏小的井采取了小换大优化设计5口井，平均单井产液增加了71t/d，产油增加5t/d。对于不检泵井，采用变频器调速保证潜油电泵井的排量与油井供液能力相匹配[5]。

在5-3435井上应用变频进行调速试验，其中产液、举升高度、输入功率的变化与频率变化呈一致性；但对应频率上升，系统效率存在最佳频率点。该井在55Hz时为最佳频率点，系统效率达14%，百米吨液耗电1.84kWh，超过最佳频率点后产量回落，系统效率也随之下降（表1）。

表1 5-3435井变频调速试验数据

结合最佳频率范围，现场针对供液不足电泵井下调频率12口井，优化后平均动液面由892m上升到662m，单耗下降7.3%；对低排量效率、高沉没度的潜力电泵井，采取上调频率1口井，增液22t/d，增油8t/d，单耗降低了0.8%。在保证油井连续运转、延长检泵周期的同时，实现了节能目的。

2 液量回馈装置应用

对于一些无法通过变频来优化的电泵井，为减少低产时的无功损耗，降低吨液单耗，可采用电泵井液量回馈装置。该装置包括分支管、连通管以及回馈管组成，通过流量调节阀控制回馈量。

现场试验应用58井次，其中4口井为由于供液能力下降而导致无法正常生产的井，其余54口井为排量效率过低、频繁欠载停机井。实施措施后，无法正常生产的4口井可以开机并运转正常，54口频繁欠载停机的井平均欠载停机次数减少2.7次/a，运行时率提高4.8个百分点，避免了电泵井的间歇运行，以及由于油井供液不足造成的频繁开启的关闭，解决了因严重供液不足而导致的关井停产现象，延长电泵使用寿命。同时对比10口井能耗变化，百米吨液耗电下降0.05kWh（表2）。

表2 液量回馈装置应用前后停机情况对比

以6-P3688井为例，由于周围水井注水调整，导致该井因供液不足频繁停机，从电流卡片看，仅1周内就欠载停机达2次。发现问题后及时安装了液量回馈装置，安装后该井运行平稳4个月，至注水恢复前，未发生欠载停机现象。

3 举升方式优化互换

针对严重载荷与设备不匹配的电泵井，可采取与其他举升工艺转换的方式。优化互换主要针对低效、高沉没度电泵井，选取原则是含水较低、含聚浓度较高井，采取与电泵井产能相匹配的螺杆泵井进行优化。螺杆泵井选取产液较高、无法通过上调转速或换大泵保证供排关系的井。通过互换优化，保证油井供液能力与泵型匹配，保证合理负载率，控制合理能耗[6]。

5-341电泵井与12-281螺杆泵井互换后，平均单井产液增加16.5t/d，增油0.8t/d；系统效率提高4.04个百分点；吨液单耗下降6.9kWh，下降幅度达65.16%，日节电11kWh（表3）。

4 结论及认识

依据电泵井离心泵特性，保证扬程与产量协调可以确保电泵井处于高效区运行。通过对电泵井产能、下泵深度以及总扬程进行优化，同时应用变频器，可以有效提高电泵井系统效率，降低单耗。

表3 电泵井与螺杆泵井优化互换效果

电泵井液量回馈装置可有效提高油井运行时率，实施后减少欠载停机2.7次/a，百米吨液耗电下降了4%。

针对电泵井载荷与设备不匹配的问题，采取与螺杆泵等其他举升方式转换方式，可以有效发挥举升设备潜力，确保在高效区间运行，单井系统效率提高4.04个百分点。

[1]黄晓，石步乾，范喜群.电泵井优化设计及工况诊断技术的应用[J].钻采工艺，2000，23（6）：87-89.

[2]梅思杰，邵永师，刘军.潜油电泵技术[M].北京：石油工业出版社，2004：111-112.

[3]王慧勋.潜油电泵的原理及使用[M].北京：石油工业出版社，1994：71-73.

[4]张学斌，徐学军，吴金花.潜油电泵井个性化设计探讨[J].大庆石油地质与开发，2005，24（5）：64-65.

[5]李振智，唐周怀，龚兴云，等.变频器在潜油电泵井上的应用[J].钻采工艺，2001，24（3）：45-47.

[6]张挺.潜油电泵井应用节能新技术效果分析[J].内蒙古石油化工，2014（16）：114-116.