提高吴4 2 0区块机采系统效率的研究及应用

杨孝刚，王宝明，杨永刚，李香琳，赵艳锋，姚金柱

（中国石油长庆油田分公司第三采油厂，宁夏银川 750006）

吴420区块主要以抽油机采油井为主，因此有杆泵举升工艺在该区块生产中占有重要地位。优举升设计,提高抽油井的系统效率对节电降耗、降低生产成本有着重要意义。机采系统效率是指机械采油井的有效功率与输入功率的比值。而抽油井的有效功率是指将井内液体举升到地面所需要的功率，抽油机的输入功率是指拖动机械采油设备的电动机的输入功率。2012年3~6月，对该区块正常生产的772口抽油井系统效率逐一进行了测试和计算评估。经测算:有杆泵抽油井平均单井消耗功率（P入）为4.04 kW，平均单井年耗电量3.54×104kW·h，平均单井年耗电费用2.2万元,平均系统效率仅为19.23%。为节能降耗，开发研究了提高机采系统效率技术。

1 影响系统效率敏感性因素分析

1.1 单井产液量

对测试772口油井测试的系统效率进行分析，单井产液量对系统效率影响较为敏感，油井产液量小于3 m3/d时，单井产量每提高1 m3，系统效率大约提高2%。

1.2 抽油泵效

通过对380口油井进行系统效率测试分析，绘制系统效率-泵效分布图，对分散点进行拟合得到平滑曲线，从曲线可以看出，当泵效小于40%时，系统效率与泵效具有线性关系，泵效每提高1%，系统效率大约提高0.6%。

1.3 抽油机平衡度

通过对215口油井电能参数进行测试分析，数据表明抽油机平衡度在80%~110%时，系统效率最高，能耗最低。

1.4 电机负载率

分析测试油井系统效率和电机负载关系，由数据可以得出系统效率随着电机负载率的增大而上升较明显，尤其当电机负载率大于40%时，系统效率明显提升，处于电机过载电流（不超过额定电流1.5倍）考虑，三叠系油井配套电机合格负载率应该大于40%。通过对系统效率测试的772口井统计计算得到平均电机为25.1%，远小于40%，说明抽油机配套电机选型过大，是导致系统效率低下的重要原因之一。

2 提高系统效率的技术应用

2.1 抽汲参数优化

2012年，按照“长冲程、低冲次、合理泵径”的原则，吴420区块共实施油井措施591井次。其中，参数优化471井次，优化前后，冲次降低0.11次/分钟，泵径减小5.28 mm。单井产量提高0.38 m3，泵效提高11.69%，单井系统效率由16.71%提高到18.89%，提高了2.18%。

2.2 油井间开

油井间开是恢复液面、实现供采协调的重要措施之一，能够有效提高泵效，同时，油井间开也是实现抽油机节能降耗的有效途径。2012年共实施油井间开214井次。间开时间主要集中在12 h和8 h，分别占总间开油井数量的62.15%和26.64%。油井实施间开前后数据对比：单井平均产量相对平稳，单井泵效提高15.63%，单井系统效率提高 8.05%，平均日耗电降低35.88 kW·h。

2.3 低产低效井实施变频调参

针对功率因数偏小，无功消耗较大，冲次无法进一步下调的油井，实施变频配套。2012年示范区共安装抽油机变频8口，安装CQ-YQY丛式井组集中控制节能装置26套，合计控制油井120口。安装后输入功率降低1.13 kW，系统效率提高5.88%，日节电27.17 kW·h，综合节电率35.04%。

2.4 新工艺实施

针对地层间压力有差异、层间有干扰的区块，开展试验分层采油技术。2012年，示范区共实施14井次，成功8井次。实验前后数据对比：泵径增加0.75 mm。平均单井产液量增加0.72 m3，单井泵效提高3.95%，单井系统效率由17.83%提高到22.19%，提高了4.36%。

2.5 平衡调整

对普测的372口功率平衡度<50%的不平衡油井进行了平衡分析，完成了217口油井的平衡调整工作，通过复测分析，平均单井输入功率降低0.28 kW·h，平均单井系统效率提高了2.34%。

表1 抽油机平衡状况统计表

表2 吴420区块措施后系统效率变化表

表3 吴420区块优化调整后效果汇总表

2.6 加强井筒管理，提高井下效率

开展井筒净化工作，提高井筒运行效率。针对吴420区块单井上下载荷变化较大，结蜡严重区块，重点实施井筒净化工作，通过蒸汽热洗与常规热洗相结合，改善井筒工作环境，2012年组织实施油井热洗100井次。通过对43口油井进行现场跟踪和复测，日产液变化不大，输入功率减少了0.81 kW，悬点最大载荷降低了16.27 kN，系统效率降低了2.78%，单井日节电量减少19.33 kW·h。

3 提高系统效率的技术效果评价

3.1 单井系统效率提升明显

通过各项措施的实施，2012年8~9月组织人员对吴420区块220口油井进行了系统效率复测，通过数据对比分析，优化前后机采系统效率平均值由17.44%上升到22.24%，单井系统效率提高了6.8%。

3.2 经济效益比较好

通过对吴420区块抽油机井进行精细化管理，加强地面设备和井筒的综合治理，该区块措施调整取得了显著的经济效益。该区块参数优化从4月开始陆续实施，实施后平均生产时间约为210天，电费单价按0.62元/千瓦时计算，同通过计算年节约成本111.49万元。

4 总结

吴420区块以“提高效率、降低能耗”为目标，以油井抽汲参数优化为主，坚持“重点降冲次，应用小泵”的优化原则，配套节能设备，同时加强抽油机井日常管理工作，通过各项措施的实施，使得该区块单井平均输入功率为3.19 kW，地面效率为51.41%，井下效率为43.67%，系统效率为22.45%，平均单井日耗电量为76.56 kW·h。而且在油井参数措施过程中，逐步形成提高三叠系油藏系统效率的主体技术和典型做法，在采油三厂系统效率提升工作中起到了示范引领的作用。

[1]有杆抽油系统效率[M].北京:石油工业出版社，1994.

[2]石油行业标准SY/T5266-1996[S].机械采油井系统效率测试方法，1996.