油井举升方式及设备影响因素分析及优选策略

摘 要：油井举升工艺的选择，不仅关系到油田建设的投资和生产费用，而且直接影响到油田的采收率和原油产量，如何选择高效、节能的油井举升工艺方式一直是困扰工程技术人员的难题。随着大部分油田进入生产开发中后期，受油井含水率高、检泵周期短及生产成本控制等因素的制约，传统举升工艺选择方式存在一定的局限性。因此必须对举升工艺进行优选，才能提高油田开发效率。

关键词：举升方法；适应性；影响因素；优化方法

举升方法各自有其特点和适应性，因此，根据油田实际情况选择最佳的举升方法，以发挥油井的最大潜力，取得最佳的经济效益，是非常必要的。自喷采油设备简单，管理方便，经济效益高，只要地层能量允许，它是首选的采油方法。而如今油田已经进入开发中后期，多数区块已经不能采用自喷采油方式，因此需要对举升方式进行优选。

1 举升方式技术适应性影响因素分析

选择举升方式时应该考虑以下因素：①油藏的驱动类型。油藏驱动类型是指油层开采时驱油主要动力。驱油的动力不同，驱动方式也就不同。油藏的驱动方式可以分为四类：水压驱动、气压驱动、溶解气驱动和重力驱动。实际上，油藏的开采过程中的不同阶段会有不同的驱动能量，也就是同时存在着几种驱动方式。选择油井举升方式时，必须考虑油藏的驱动类型，如注水开发油田应考虑举升方式对水的适应性。②油藏液体的性质。油藏液体性质不同，各种举升方式的适应性也有很大不同。气举对原始气油比高的油井的适应效果很好，而电潜泵则不如气举，水力活塞泵对稠油井则具有更好的适应性。③油井的完井状况及生产动态。完井方式、开采层系、井筒尺寸、不同开发阶段的产量、含水率、流压与产液的关系等，都对举升方式及其效果有重大影响。④油井生产中出现的问题。高气油比、高粘油、含砂、结蜡、结垢、腐蚀等问题会使举升设备在原油开采的过程中出现操作问题，从而降低设备的系统效率，减少使用寿命。⑤地面环境。油井所处的地理位置会对举升效果产生一定影响。另外，气候恶劣、有无气源也会对举升方式选择有很大的影响。如螺杆泵和电泵由于地面装置小，适合在海上和市区采油，而对于边远地区适应程度则一般。⑥井下情况。对于小井眼多层井，气举是最适合的举升方式，水力泵最不适合，其它举升方式的适应性居中。对于斜井和定向井，气举和水力泵是最适合的举升方式，抽油机不适合，电泵和螺杆泵有很好的适应性。油井温度对举升方式也有很大影响。⑦采油设备特点。采油设备及其配套设施的特点对于油井的生产能力和管理水平也有很大影响，因此在评价举升方式适应性时也应当考虑这些因素。

2 设备适应性分析

要改变抽油机和电泵井的抽油方式，必须选取适宜油藏和工艺条件的抽采设备。电潜泵、游梁抽油机、皮带抽油机和螺杆泵举升设备适应的油藏和工艺条件，见表 1。理论上泵深< 1500m，排量为 10～ 200m3/d，井斜≤ 10°的油井可采用螺杆泵进行生产；泵深< 3 000 m，排量為 1～100 m3/d，井斜≤ 10°的油井可采用节能效果更好的皮带抽油机进行生产，能耗只有游梁式抽油机的 50%左右；对于目前电机功率过大的油井和一些使用年限过长的老旧抽油机，可采用节能效果更好的皮带抽油机进行生产。对油藏性质等各因素都极其类似但应用了不同的举升方式的油井进行测试，发现应螺杆泵井比应用普通抽油井日耗电量减少了 90kWh 左右。在两种举升方式均可适用情况下，应优先选择能耗较低的螺杆泵进行生产。

3 设备选择及生产参数的优化方法

①螺杆泵选择方法。根据待优化的电潜泵井的数据以及局开发数据库部分资料查询结果，依据油井泵挂深度 （螺杆泵正常生产最佳沉没度为 250 m）、实际产液量、油井含水、井液黏度、原油密度等参数，按螺杆泵设计方法进行计算，计算出当前产量下油井所需要的螺杆泵扬程，据此对目前已知的螺杆泵型号进行螺杆泵选型。②皮带抽油机的选择方法。根据井的实际生产情况，统计近两年的产液量、动液面等数据，以最深动液面 +250 m 沉没度为下泵深度，以最大产液量为配产液量，采用石油天然气行业标准《抽油杆柱组合设计方法》进行冲程、冲次、机、杆及泵径等参数优选，通过对皮带抽油机机型进行设计，得出改皮带抽油机举升设计选型结果。③生产参数的优化方法。冲程、冲次优化（不需作业）：按照长冲程、低冲次的优化原则，在无需作业、产液量基本不降的情况下，实时监控并及时优化；泵径、沉没度优化 （需作业）：对于目前泵径偏小、沉没度过大、冲次偏高的抽油井，结合作业进行换大泵、上提泵挂，并进行调小冲次优化，使抽油机运行平稳，能耗降低，减少举升设备能耗。

4 效果与建议

（1） 抽查电泵井的应用情况表明，泵级数普遍过多，多余压头全部浪费，节流压力损失平均为0.61 MPa，由于节流造成电机输入功率增加 5.25kW，占输入功率的 6.88%。针对生产中存在的电泵井能耗较高的问题，进行了一系列优化举升方式的试验。对 2 口电泵进行改抽对比，在产液量不变的前提下，电泵井单井月耗电量 43139 kW·h，而改抽后平均单井月耗电量 18431 kW·h，单井年节电量 27.75×104 kW·h，节电率 44.3%。对 1 口电泵加变频的井进行测试对比，加装变频控制柜后，节能效果明显，年节电29.17×104 kW·h。

（2） 油井举升方式优化改造是一个较好的节能项目。通过分析油井油藏条件、采油条件及生产运行情况，对于电潜泵提出了更换螺杆泵、节能型皮带抽油机和变频控制等节能措施；对高能耗老旧抽油机，提出了更换螺杆泵、节能型皮带抽油机的措施；对生产参数不合理的抽油机进行换大泵、上提泵挂、调小冲次等生产参数优化。上述措施提高了油井机采系统效率和油井生产可靠性，减少了电力消耗，达到了节能降耗的目的。

参考文献 ：

[1]胡林林. 高含水期油田举升方式适应性分析与优化调整[J]. 工程技术：全文版， 2017（01）： 00183.

作者简介：

史自民，男，汉族，出生1971.10.25，籍贯河南省南乐县。工作单位，塔里木油田公司开发事业部哈拉哈塘作业区。