抽油机井高能耗原因及降耗措施应用

何继峰（大庆油田有限责任公司第五采油厂）

在整个机采系统中，抽油机井约占总井数的85%，其运行耗电量约占油田总耗电量的25%。在国内抽油机井的系统效率最好也不超过30%，也就是说大约有70%的电量在运行中被浪费掉了。尽管这种高能耗有抽油机自身结构的原因，但是在美国抽油机井的系统效率仍然可以达到46%[1-2]。也就是说，在目前抽油机仍然是油田主要机采设备的情况下，对比国外的能耗水平，抽油机井的节能降耗还有很大的空间。

1 机采系统能耗现状及原因

统计试验区内一年的机采系统能耗情况，累计耗电1.12×108kWh，其中抽油机井累计耗电0.99×108kWh，占机采井总耗电量的88.4%，是主要能耗设备。统计1618口机采井的数据，平均系统效率24.12%，测试单耗6.5 kWh/t，其中测试抽油机井系统效率1493口井，平均系统效率24.07%，测试单耗6.67 kWh/t。

在测试的抽油机井中,有669口井单耗在8 kWh/t以上，占实测抽油机井总数的44.88%。这部分井平均单耗13.43 kWh/t，系统效率只有14.79%（表1），相对来讲节能降耗的空间较大，所以将重点分析这部分井的高能耗原因，并采取针对性的节能降耗措施。

1.1 设备因素

1.1.1 抽油机机型偏大

当机型偏大、抽油机承受载荷一定时，机械摩擦损失随之加大，无效功率损失就增大，造成载荷利用率低，单耗高。排除参数和泵效对单耗的影响，统计这类井共有39口，这些井安装的都是10型及10型以上抽油机，可以通过换小机型措施降低单耗。

1.1.2 电动机装机功率偏大

1.1.3 泵漏或筛管堵塞严重

当抽油泵严重漏失或筛管堵塞严重时，都能导致泵的充满程度严重降低，造成容积损失，无效功率损失相对增加，单耗高。根据生产数据统计这类井共有33口。对这部分井，必须采取检泵措施，在恢复泵况的同时，优化匹配参数，实现降低单耗和能耗的目的。

1.2 管理因素

1.2.1 抽汲参数不合理

主要表现为抽汲参数偏小、抽汲参数相对偏大和参数匹配不合理。

当沉没度和泵效都较高时，如果这时仍然采用较低的举升高度和抽汲参数，就无法充分发挥油井的产液量能力，使单耗相对较高。统计显示这样的井共有59口。针对这部分井，可以根据沉没度和泵效具体情况，合理换大泵径、调大冲程，使产液量和举升高度的匹配更趋合理。另外，针对个别井的单井情况，还可以采取堵水措施，通过降低无效采出液，减少能耗，降低吨油耗电。

表1 抽油机井系统测试与高能耗井统计对比

当地层供液能力较差时，如果抽汲参数不及时调整，仍维持在相对较大的水平，会导致抽油泵充满程度降低，增加冲程损失，影响出液效率，造成单耗高。统计这类井共有276口。对于这部分井，可以通过有针对性采取调小参数、间抽、换小泵、安装减速装置、转提捞和压裂等措施降低单耗。

抽汲参数匹配不合理主要表现为抽油机井的冲程、泵径偏小，冲速偏高，这时抽油杆弹性变形损失、惯性载荷将增加，电量增加幅度大于液量增加幅度，导致单耗升高，而且还会增加杆断和偏磨的发生概率。统计这类井共有22口。对其中冲程有上调余地的井，可采取调大冲程、降低冲速措施进行调节；对冲程没有调节余地的井，可以利用检泵时机换大泵径、降低冲速措施进行调整，降低无效功率消耗。

1.2.2 生产运行管理不及时

“拓展实验”是指以教材实验为探索起点，在原有实验目的、实验原理、实验材料、变量的控制、实验方法、与实际生活的联系等基础上发展出新的课题，并随之开展的实验探究，包括教材实验的改进探究、延伸探究以及利用教材实验原理开展的新的问题探究等。

排除生产运行参数等因素，如果抽油机“五率”、盘根和皮带等调整不及时，会造成摩擦损失的增加，无效功率损失增大。这类井有31口，单耗达到13.03 kWh/t，综合分析认为主要是由于地面设备摩擦损失消耗功率偏大造成的。针对这部分井，应及时调整“五率”和盘根松紧度，减少地面传动、相对运动摩擦等无效功消耗。

2 采取的主要节能措施及效果

2.1 针对设备因素

对机型偏大的抽油机井，采取换小机型措施20口井。换小机型前后，平均单耗降低1.08 kWh/t，平均消耗功率减少1.0 kW。针对电动机装机功率相对偏大的抽油机井，采取更换装机功率小的节能型电机措施，共计129台。应用节能电动机前后，平均装机功率降低8.5 kW，功率利用率提高1.5个百分点，平均单耗降低2.0 kWh/t。对因井下泵漏失量大，造成无效功率损失大、单耗高的抽油机井，累计采取检泵措施25口井，检泵前后平均泵效提高40.8个百分点，平均单耗降低9.26 kWh/t（表2）。

表2 针对设备因素措施前后节能效果统计对比

2.2 针对管理因素

1）针对抽汲参数不合理，在日常生产中加强对参数的优化调整，通过跟踪生产运行状态，及时换泵、调冲程、冲速及合理匹配参数，努力降低生产单耗。共采取措施464井次，效果见表3和表4。

表3 换泵前后节能效果统计对比

表4 参数调整前后节能效果统计对比

另外，在日常生产中还采取间抽措施85口井。间抽前后，平均沉没度增加131.1m，泵效增加10.9个百分点，单耗降低7.6 kWh/t，消耗功率减少1.06 kW。堵水10口井，压裂18口井，措施前后均取得了较好的降耗效果

2）加强生产运行管理。在日常生产中对抽油机井传动部分润滑程度、盘根松紧状态、结蜡情况和平衡状况加强跟踪监视，加强热洗、盘根、皮带、“五率”的管理。措施期间累计调平衡805井次，调平衡前后对比平均单耗降低0.21 kWh/t。

对高能耗抽油机井从设备和管理两方面采取综合配套节能措施，累计采取措施1443井次。区块内抽油机井的系统效率由措施前的24.07%提高到24.11%，提高0.04个百分点；吨液耗电由6.67 kWh/t降到6.49 kWh/t，降低0.18 kWh/t；当年节电513.31× 104kWh。

3 结论和认识

1）抽油机井的能耗在整个机采井系统能耗中占比超过85%以上，抽油机井的节能降耗是降低油田生产运行能耗的关键。因此，在确保产量的前提下，应细化抽油机的参数管理，为抽油机井采取节能降耗措施提供数据依据。

2）抽油机井的节能降耗措施必须要有针对性和配套性，针对不同的高能耗原因，从管理和技术两方面采取相应的综合措施，及时调整生产运行参数，合理匹配抽油机、电动机及冲程、冲速等运行参数，减少无效功损耗，降低单耗，确保抽油机井的能耗控制在最低点。

3）各种摩擦和损失的存在是无功能耗的重要原因，摩擦损失、热损失、机械损失、容积损失等同时影响单耗和系统效率，加强热洗、盘根、皮带、五率等管理，可以起到减小无效功损耗的作用，是实现降低单耗的最经济有效的途径。

[1]杨柳,刘兴岭,任春祥,等.抽油机节能的有效手段[J].石油石化节能,2009(2):28-30.

[2]冯成宝.油田抽油机现状及节能方式综述[J].内蒙古石油化工,2008,24:31-33.