牛圈湖油田抽油机系统效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油厂，新疆 哈密 839009）

牛圈湖油田抽油机系统效率分析及提高措施

于能文（中石油吐哈油田公司三塘湖采油厂，新疆 哈密 839009）

本文针对牛圈湖油田抽油机系统效率偏低的问题，通过对地上和井下等影响抽油机系统效率的因素进行分析，现场实施改善油层供液能力、科学合理应用节能设备、优化抽汲参数等措施，有效提高了机采系统效率，节约了油田用电成本费用。

牛圈湖油田；系统效率；抽油机；节能

1 影响系统效率的主要因素

1.1 地面因素分析

1.1.1 电动机对系统效率的影响

牛圈湖油田目前85%以上的抽油机使用的三相永磁同步电动机，此类电动机启动扭矩大，运行电流小，功率因数平均达0.72，效率较高。但是因为油井产液普遍低，仍有40%的井功率因数小于0.7，16%的井功率因数小于0.4，电机负载率较高，大马拉小车问题存在。其中三相永磁同步电动机TNYC200L-8系列电机转速达到750r/min，不易把冲次降至4次以下，并且使用一定年限后会出现消磁现象，使用效率低，影响抽油机系统效率。

1.1.2 平衡率对系统效率的影响

抽油机的平衡度对系统效率的影响很大，抽油机运行不平衡，会造成电动机运行电流和功率因数波动过大，甚至会造成电动机在冲程某一阶段出现负功现象。根据平衡度与实测能耗的关系，可知平衡度在0.85～1.1之间变化时，抽油机能耗最小。由于牛圈湖油田油井平均日产液低，间开井比例高，新井、措施井产状变化快等原因，导致抽油机平衡度普遍较低，平均在70%左右，在一定程度影响系统效率。

1.2 井下因素分析

1.2.1 日产液量低、原油黏度高对系统效率的影响

抽油机井日产液与井下效率基本呈线性关系，牛圈湖油田近40%的油井日产液小于2m3/d,，这部分井下效率普遍较低，导致系统效率也较低。

牛圈湖油田原油中含蜡量（13.44%），中凝固点（9.0℃）。0～10℃时乳化原油黏度≥10000MPa*s，在环境温度26～27℃时，未脱水脱气后黏度达到200MPa*s以上，原油黏度较高，液体摩擦阻力增加，系统效率明显减低。

1.2.2 井口回压高对系统效率的影响

由于受地面集输系统的影响，牛圈湖东区90口油井平均回压为1.4MPa，冬季可达到2.0MPa以上，分析认为随着回压升高，抽油机悬点的最大载荷增加，最小载荷降低,载荷变化幅度和示功图面积都增大,功率消耗增加，从而导致系统效率减低。

1.2.3 冲次大、泵效低对系统效率的影响

牛圈湖抽油机平均冲次达到4次，快冲次的抽汲，不但增加管杆泵的磨损，而且增大动载荷和摩擦载荷，同时增加电机输入功率，增加交变载荷，无法避免设备做无用功，导致系统效率系统效率。

牛圈湖油田油井平均泵效为22%左右，泵效低，导致系统效率也较低。

1.2.4 沉没度低对系统效率的影响

随油井沉没度增加，井下牛圈湖油井井下效率逐步提升，牛圈湖油田80%以上油井沉没度小于200m,沉没度低，导致系统效率偏低。

2 提高系统效率措施及效果

2.1 改善油层供液能力，提高油井系统效率

通过地层措施改造或加强注水，可有效改善地层供液能力，进而提高单井产量。牛圈湖油田2014年实施老井压裂14次，日增油6.2m3/d,日增油3.5t/d,其中湖42～71井压裂后系统效率提高了27.2%。

2.2 科学合理应用节能设备，提高拖动系统效率

2.2.1 应用BN-DRC系列无功补偿启动控制柜+ BNBJ-197型节能电机

2014年3月，牛圈湖油田22口油井安装了BN-DRC系列无功补偿启动控制柜+ BNBJ-197型节能电机，安装后油井平均泵效提高了5.9%，6口可对比井系统效率平均提高了5.1，百米吨液单耗减低了1kWh/(100m・t)，平均单井日节电13kW・h，22口油井预计年节约用电10.5万度。

2.2.2 应用变频智能控抽柜

2014年4月，牛圈湖油田23口油井安装了变频智能控抽柜，安装后油井平均泵效提高了3.4%，6口可对比井系统效率平均提高了1.9%，百米吨液单耗减低0.75kWh/(100m・t)，平均单井日节电9.1kW・h，23口油井预计年节约用电7.3万度。

2.2.3 加强调整平衡

2014年1～7月，牛圈湖油田完成160井次抽油机调平衡工作量，目前抽油井平衡为81%，4口可对比井，调平衡后系统效率平均提高了1.7%，平均单井日节电4kW・h，预计年节约用电3.6万度。

2.3 优化抽汲参数，提高井下系统效率

2.3.1 优化杆柱组合，更换∮32mm重球杆泵

随着低渗油田大规模开发，∮38、44mm等以上的抽油泵在下深方面受液面和管柱强度等因素限制，不能满足低渗油田经济高效开发要求，应用32小直径重球杆泵大大提高了抽油井的泵效及井下效率，牛圈湖油田应用∮32mm重球泵比32mm普通杆泵平均井下系统效率高15.3%，系统效率高9%。

2.3.2 调整生产参数，提高泵效

2014年牛圈湖油田油井优化工况，调整生产参数14井次，平均泵效调高12.8%，其中牛13-8井对比调参后，泵效提高了14.8%，系统效率提高了8.2%。

2.4 加强日常管理水平，提高地面系统效率

①利用单井自动化系统，做到油井管理“三及时”，即及时发现、及时汇报、及时处理和出措施方案，保证28口异常井及时得到恢复，降低无效耗能。

②加强油井日常维护及套气管理，调整好井口盘根松紧度，加大管线热洗及水套炉洗井筒工作，降低井口回压，制定了套管气管理制度，提高井下效率。

③落实抽油机维护保养制度，进一步做好“五率”即紧固、润滑、对中、平衡、水平调整管理工作，提高地面效率。

3 结语

从以上分析可以看出，提高系统效率的主要工作是加强技术管理和生产管理，技术管理包括机杆泵的选择、地面抽汲参数的调整、检泵作业、调平衡及各种节能设施的应用；各项生产管理工作的好坏直接影响系统效率的高低，为此，要加强基础的管理工作，从一点一滴做起，努力提高管理水平及系统效率。

进一步建立抽油机系统效率的评价体系，绘制系统效率评价框图，对于系统效率不达标的井，根据其在评价框图中相应的位置，有针对性的提出提高系统效率具体的对策。

牛圈湖油田相当一部分油井长期供液不足，为提高油井整体资源利用水平，建议有针对性的从油井投产设计、节能设备选型、后期产能变化预测等方面综合考虑，使产能建设新区的油井系统得到提高。

对于部分抽油机载荷过大的井，建议应用抽油机减载器，减轻抽油机驴头载荷及抽油杆自身重量，降低能耗。

[1]徐文渊.提高机采效率配套技术研究与应用[M].机械工业出版社，2006，125-128.

[2]魏绍远.提高抽油机系统效率技术探讨[J].内蒙古石油化工，2013,2:106-108.

[3]邹文涛.，江苏油田机采系统效率测试分析及对策[J].节能，2011,7:109-110.

于能文(1979-)，男，甘肃武威人，2005年毕业于长江大学石油工程学院石油工程专业，工程师，从事现场油水井管理工作。