机采系统现状及节能浅谈

王莹(中石化中原油田分公司石油工程技术研究院，河南 濮阳 457001)

0 引言

抽油机生产用电是油田生产过程中的主要耗能环节，中原油田机采系统耗电在总生产过程中的能耗超过三分之一，开展机采系统能效检测和效率影响因素分析可以获得抽油机井单井及区块系统效率状况、分析目前系统设备配置及工作参数设置中存在的问题及缺陷，寻找提高系统效率的潜力点，最终实现降低设备的能耗，降低机采井举升成本、提高经济效益的目的[1-3]。

1 运行情况

目前中原油田东濮老区机械采油方式有抽油机采油、电泵采油和螺杆泵采油三类。抽油机井2559口，占油井开总井数的97.7%；电泵井49口，占油井开井总数的1.9%；螺杆泵井10口，占油井开井总数的0.4%，年耗电量占油田总耗电量的35%左右，能耗大；目前平均系统效率31.6%，系统效率合格率84.8%，优良率65.6%，电动机功率因数合格率82.1%，平衡度合格率67.9%。从计算结果来分析，中原油田的机采系统每提升1个百分点，相当于节约电量1275.7×104kW·h；从主要评价指标结果来看，近年来主要机采指标都在不断提升，但机采系统能效水平仍有很大的提升空间，节能潜力巨大。

2 影响系统效率原因分析

油井的系统效率影响因素比较多，通过对油井进行分析，得到影响系统效率和能效的主要因素如下：(1)低产液量油井冲次高。一些井由于产量递减，泵径或者泵况不再符合实际生产需求，导致冲次过高。冲次越高，抽油机悬点承受的动载也越大，抽油杆与液体间的粘滞阻力也越大，相应的损耗增加明显。在相同液量及扬程条件下，冲次越高，系统能耗就越大。(2)部分油井泵与产液能力不匹配。泵径、泵深的选择是与油井产能、套管尺寸、油层埋深等因素紧密结合的，随着油井产能的降低，存在泵径、沉没度不合理的现象。(3)部分油井受气体影响。油井受不同程度的气体影响，气体进泵减少泵内的液体量，使泵充满程度降低，甚至气锁，降低泵效，进而影响井下效率，造成油井系统效率降低。(4)部分低产油井未实行间开生产。一些低能低产或特高含水井长期处于24h连续开井状态对能耗浪费严重，这些井可以实行间开或者关井措施，在保证产量不受影响的前提下，大幅度节约能耗。(5)部分抽油机处于不平衡状态。随着油井工况的变化，使抽油机上下冲程载荷随之改变，导致原本处于平衡状态的抽油机不平衡。抽油机平衡状况直接影响到连杆机构、减速箱及电动机的效率和寿命，若平衡度超出80%～110%的标准规定范围，会加大电动机内耗，使油井能耗增加，对抽油杆泵的工作状况影响也很大。

3 提高系统效率对策

为实现中原油田机采系统节能降耗、提质增效，在保证产量的前提下，必须解决低效运行井参数优化问题，尤其是冲次、泵参数优化，同时应加强日常管理，保证抽油设备处于高效运行状态，提高系统节能运行率。(1)对于供液能力差的油井，一方面地质上的补孔换层、加强精细注水等措施要及时跟上，另一方面工程技术管理的小泵深抽、合理的间歇采油制度等措施也要及时配套，以降低无效液量，减少电量损耗。(2)对于抽汲参数不合理的油井，要利用精准的示功图、动液面、日产液、日产油等生产基础数据，结合机采监测诊断，根据生产现场实际情况，优化冲次、冲程或者泵径，提高抽油泵效。在保证油井产量的前提下，结合检泵优化泵参数，保持与油井产液能力相匹配，提高泵效，进而提高系统效率。针对泵径偏大的油井，结合检泵换小泵生产；针对泵径偏小的油井，结合检泵升级生产；针对沉没度不合理的油井，结合检泵深抽或上提泵挂。(3)对受气体影响大的井需要结合作业配套高效防气工具和防气措施，例如气液混抽泵、气锚等，同时合理控制套管气，优化生产参数，保持合理的沉没度，减小气体影响，提高泵效。(4)对电动机功率利用率不合格的井要定期淘汰效率低的电机，根据实际情况推广应用永磁电机、高转差电机、多功率电机等节能高效电机，或者应用抽油机新型节能装置。同时要定期维护保养抽油机，优化抽油机的管理制度，做到抽油机的润滑、紧固都合格。(5)对不平衡的抽油井及时进行调平衡半径，若现场平衡半径已调至极限位置，则需更换合适的平衡块或机型，保持抽油机平衡度在最佳范围内。(6)对功率因素不合格的井要及时安装电容补偿或者更换合适的电容补偿。

4 结语

通过采取有效的管理和技术措施，不合格井的系统效率可以达到限定值要求，具有很大的节能潜力。为进一步落实措施建议的有效性，加强对生产单位的整改监督力度，主要从两方面着手：一方面采取后期对存在问题严重且节能潜力较大的机采井进行措施整改，及时评价分析，并做好整改前后效果对比，总结优秀措施，不断提升改进，挖掘节能潜力；另一方面针对系统效率、平衡度及电机功率因数三项指标均不合格井和吨油单耗较高的低效开发井开展重点跟踪，督促生产单位加强治理力度，落实整改效果。