运用QC小组活动降低海外A区块油砂举升成本

杨 阳，于继飞，范白涛，隋先富，姬煜晨，李 准

（中海油研究总院有限责任公司，北京100028）

1 课题选择

世界上85%的油砂集中在海外，由于油砂的开采成本较高，在低油价时期海外油砂开采饱受重创。对于海外A区块高温电潜泵是开采油砂的主要举升方式，但因其设备昂贵、检泵费用高等问题，降低了油砂开采的经济效益。针对举升成本较高的难题，申报问题解决型QC小组《皮带抽油机在海外某区块项目中的应用设计》，以降低油砂举升成本，提高开采经济效益，QC小组成果顺利通过公司质量管理部门审查，并获得中国石油和化学工业联合会行业优秀成果二级的成绩。

2 现状调查

小组成员跟踪海外A区块，收集各井的管柱结构及举升方式资料，发现开发方式为SAGD，开采方式为高温电潜泵，但由于高温电潜泵设备昂贵且检泵费用高，严重制约了油砂开采的经济效益，能否应用其他举升方式代替高温电潜泵来降低油砂举升成本是亟需解决的问题。

小组成员通过调研发现皮带抽油机在国内新疆油田SAGD开采稠油中已经获得应用，并对皮带抽油机的特性及使用情况进行了调研。皮带抽油机国产的一种低冲次、长冲程、纯机械传动的抽油机，特别适合于稠油开采、小泵深抽、大泵提液等工况[1-3]。皮带抽油机操作简单，维护方便，相比高温电潜泵可降低设备费用及维护费用。目前已开发七种型号应用在油田开采中，在西北局、新疆、江汉、中原、辽河、大港、胜利等油田皮带抽油机都有良好应用[4]。

小组成员通过讨论认为海外A区块油砂开采方式与新疆油田SAGD开采稠油极为相似，皮带抽油机可以代替高温电潜泵进行开采油砂，但需要针对油砂开采的产液量高、井口斜度大等限制因素进行攻关。

3 目标设定

小组成员分析目前皮带抽油机在油砂开采中应用的限制因数，逐个攻关，分析经济效益，推动皮带抽油机在海外A区块油砂开采中的应用，降低油砂举升成本，为油砂开采降本增效提供技术支持。

设定目标如下：①降本增效，降低设备费和后期操作费；②皮带抽油机满足油砂500m3/d产液需求；③皮带抽油机可在井口斜度45°的油井中使用；④电潜泵地面控制配套设备切换成皮带抽油机装置不受地面工程限制。

根据设定的目标，小组成员开展目标可行性分析，详细分析现状和目标之间的差距[5-7]。

（1）人员配置。人员配置合理，均为研究生以上学历，博士2人，硕士7人，配备首席工程师作为技术指导，人员设计能力和现场施工经验丰富。

（2）科研能力。小组成员一直从事人工举升设计工作，熟悉人工举升设计方法，完全可以胜任科研生产工作。

（3）资金投入。小组课题为研究设计性质课题，资金支持可依托海外A区块油砂开采项目，投入资金不大。

（4）支持能力。公司可查询下载国内外数据库文献，同时与皮带抽油机生产制造厂家有良好的合作，厂家可以对小组的设计方案进行可行性评估。

（5）客观情况。在国内相关SAGD稠油开采中，皮带抽油机已经成熟应用。

从以上分析结果可知，本次活动设定目标可行性强。

4 原因分析

针对存在的问题，从“人、机、料、法、环”5个方面进行分析，得出8条末端因素，见表1。

表1 要因确认计划表

5 要因确认

小组成员梳理A区块油砂高温电潜泵开采情况，对没有应用皮带抽油机进行开采进行了认真分析和深入挖掘，确定3条要因。

要因一：皮带抽油机举升液量不满足。针对A区块的油藏特性，目前皮带抽油机的最大举升液量为250m3/d，并不满足油砂开采高排量需求。

要因二：地面工程限制。A区块采用的高温电潜泵进行开采，地面设置的是电潜泵地面控制设备，如若转换为皮带抽油机的地面设备，需考虑操作空间、修井空间及采油树相应的改造。

要因三：井口斜度限制。海外A区块油砂在生产井的井口斜度较大，最大可达45°，常规的皮带抽油机适用于垂直井口，无法用于斜井口。

6 制定对策

根据预定目标，QC小组针对3条要因展开详细论证，制定了相应的对策，具体对策见表2。

表2 制定对策表

（1）抽油机选用高原900型以上抽油机，对抽油泵进行改进，选用150/44真空增压抽油泵，28mm以上H级抽油杆可满足500m3/d的产液需求。

（2）地面设备转换时首先对采油树进行改造满足皮带抽油机使用需求，修井时，拆除皮带抽油机，修井区域开始工作，待修井结束后，重新安装皮带抽油机。拆装皮带抽油机的整个过程很快完成，大约需1~2h即可，地面修井区域见图1。电潜泵转皮带抽油机对工程的影响很小。

图1 皮带抽油机修井地面图

（3）在现有900型皮带式抽油机的基础上，根据井口的斜度设计了抽油机的辅助支撑和皮带导轨，满足皮带抽油机在井口斜度45°时使用需求，见图2。

图2 45°斜井口应用皮带抽油机示意图

7 效果检查

根据油藏配产指标，海外A区块共有32口井，单井日产量较高，日产量最高可达900m3/d，31口井开发后期产液量降到500m3/d以下。针对两种方案进行经济评价，方案一为开发全过程使用高温电潜泵，方案二为前期高产液时使用高温电潜泵，产液量降到500m3/d时使用皮带抽油机。经测算，高温电潜泵转皮带抽油机开采模式可节省投资金额约为2600万元人民币。

小组将设定目标与对策实施后效果进行对比，经过分析，海外A区块油砂可应用皮带抽油机进行开采，达到设定的降低油砂开采举升成本目标。

QC小组此次的皮带抽油机设计方案已经通过公司项目审查，下一步将在海外A区块应用皮带抽油机进行开采油砂。

8 巩固措施

为确保皮带抽油机能够在海外A区块良好运行，采取以下巩固措施。

（1）进一步对抽油机及抽油泵进行改进，适应900m3/d的排量需求，最大限度地满足现场需要。

（2）跟进海外油砂公司油砂项目的运行情况，在更多类似的项目中应用皮带抽油机进行开采。

9 结束语

通过开展问题解决型QC小组活动，对皮带抽油机进行设计及关键技术攻关，降低了海外A区块油砂举升成本，提高了油砂开采经济效益。

小组成员在活动过程中提高了皮带抽油机的研究设计能力，增强了团队凝聚力和工作能力。在今后的工作中，将继续深入开展QC小组活动，提升团队协作能力，形成PDCA良性循环，促进公司质量水平提升。