低产井高能耗原因分析及综合治理

2014-04-10陈天晓大庆油田有限责任公司第五采油厂

石油石化节能 2014年6期

陈天晓（大庆油田有限责任公司第五采油厂）

随着油田进入高含水开发后期，在确保4000×104t持续稳产的情况下，投产了越来越多的扩边和加密等低产井。这部分井日耗电少，但单耗高。油田开发的最终目的是尽可能多地从地下采出原油，而机采节能工作的宗旨就是在保证一定原油产量的情况下，尽可能少耗电，因此，从井下采出单位质量的原油需要消耗的电能，即单耗，就成为评价机采井能耗水平的核心技术指标。参考有关资料，结合生产实际，单耗主要受产液量(Q)、举升高度(H)、泵径(Ap)、冲程s、冲速(n)及系统各部分损失(ΔP)的影响，且与Q呈反相关关系，与H、Ap、s、n2及ΔP呈正相关关系[1]。

1 低产井高能耗原因

结合生产实际，可以把低产液抽油机井单耗偏高的主要原因归纳为以下三方面：

1）负荷率偏低，造成单耗偏高。当机型偏大时，减速箱轴承和齿轮承受的负荷大，摩擦损失大，无效功率损失大，单耗高。抽油机载荷利用率越小，无效功损失占消耗功率的比例越大，抽油机总体应用水平越低。当电动机额定功率偏大时，电动机热损失和机械损失大，无效功率损失大，单耗高。

2）抽汲参数不合理，造成单耗偏高。一是参数偏大，对于地层供液能力不强的抽油机井，如果采用相对较大的抽汲参数生产，会导致低沉没度、低泵效，抽油泵充满程度低，此时，系统容积、水利和摩擦功率消耗相对较大，无效功消耗大，造成单耗高；二是抽汲参数匹配不合理，主要是冲程、泵径偏小、冲速偏高，使抽油杆弹性变形损失、惯性载荷增加，电量增加幅度大于液量增加幅度，导致单耗升高。

3）无效功消耗大，主要是泵容积损失大，造成单耗偏高。一是当抽油泵严重漏失时，柱塞和衬套间径向间隙大，使泵的容积损失增大，造成无效功率损失相对增加，单耗高；二是当筛管堵塞严重时，造成泵的供液不足，柱塞两端压差大，导致柱塞与衬套摩擦损失和漏失量增加，无效功率损失增大，单耗高。

2 低产井降低能耗措施及效果

2.1 换小拖动设备

针对因机型偏大造成高能耗的低产抽油机井，采取换小机型措施，共计19口井。换小机型前后对比见表1，平均额定载荷降低45.8kN，平均载荷利用率提高11.88个百分点，平均单耗降低1.08kWh/t，平均消耗功率减少1.0kW，平均单井日节电24kWh，预计年节电15.6×104kWh。

针对因电动机装机功率偏大造成高单耗的低产抽油机井，采取更换小功率电动机措施，共计320口井。措施前后对比见表2，平均装机功率降低8.5kW，功率利用率提高1.5个百分点，平均单耗降低2.0kWh/t，平均消耗功率减少1.5kW，平均单井日节电36kWh，节电率23.1%，预计年节电393.9×104kWh。

2.2 调小抽汲参数

针对正常生产时地面参数已调至最小，沉没度低、泵效低单耗高的低产抽油机井，利用检泵时机采取换小泵径措施41口井。措施前后对比见表3，平均泵径减小12.5mm，理论排量降低15.5m3，沉没度增加96.3m，泵效提高8.9个百分点，单耗降低1.39kWh/t，消耗功率降低2.23kW，平均单井日节电53.5kWh，预计年节电75×104kWh。

表1 抽油机井换小机型措施前后节能效果统计对比

表2 抽油机井应用节能电动机措施前后节能效果统计对比

表3 换小泵措施前后节能效果统计对比

针对因冲速高而造成沉没度低、泵效低、单耗高的低产抽油机井，采取调小冲速或应用减速器措施。对于地面参数有调小余地的，采取调小冲速措施178口井，措施前后对比见表4，平均冲速降低2min-1，沉没度增加220.9m，泵效提高9个百分点，单耗降低2.19kWh/t，消耗功率减少2.0kW，平均单井日节电48kWh，预计年可节电292.2×104kWh。对于地面参数没有调小余地的100口井，应用减速器进步降低冲速，措施前后对比见表5，平均沉没度增加149.4m，泵效增加16.7个百分点，单耗降低2.7kWh/t，消耗功率减少2.0kW，平均单井日节电48kWh，预计年节电164.2×104kWh。

表4 调小冲次措施前后节能效果统计对比

2.3 优化供排关系

针对沉没度低、泵效低、地面参数已调至最小而单耗仍然偏高的低产抽油机井，采取间抽措施317口井。间抽前后对比见表6，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1.06kW，平均单井日节电25.4kWh，年间抽时间按7个月计算，预计年节电97.4×104kWh。

表5 应用减速器措施前后节能效果统计对比

表6 间抽措施前后节能效果统计对比

针对沉没度低、泵效低、地面参数已调至最小、功图反映供液不足的高能耗低产抽油机井，采取压裂措施，在提高油层渗透率和采液指数的同时，通过调大抽汲参数提高产液量，实现单耗的降低。措施前后对比见表7，平均单井日增液12.8t，综合含水降低2个百分点，平均日增油1.6t，平均泵径增加9.1mm、冲程增大0.3m，平均泵效提高14.6个百分点，单耗降低3.72kWh/t，消耗功率增加2.84kW，平均单井日增加电量68kWh。30口井压裂调大参数后，预计年增加产液13.31×104t，年增加产油量5548t，年增加耗电70.74×104kWh，相同液量年减少电量增幅87.07×104kWh。