长庆油田机采系统能耗分析及对策

2017-02-05于博王海军中国石油长庆油田分公司技术监测中心

石油石化节能 2017年12期

于博王海军（中国石油长庆油田分公司技术监测中心）

在油气田企业生产耗能的“五大系统”中，机采系统耗能所占的比例最大。据有关资料统计，我国目前机采系统耗能约占油田生产总耗能的40%。长庆油田是典型的具有低渗、低压、低丰度特点的三低油气藏，机采耗能问题更为严重。近几年围绕提高机采系统效率开展了大量的工作，但由于油藏本身的特殊性、地理条件的复杂性和工艺配套的局限性，机采系统效率指标与中石油平均水平仍有一定差距。因此，针对机采系统开展深入研究，进一步挖掘节能潜力，找出相应技术措施，提高机采系统效率，降低能耗，对于提高长庆油田开采经济效益有重大意义[1]。

1 现状

长庆油田公司共有12个采油厂，覆盖陕西、甘肃、宁夏三省36个油田，开发层位下至奥陶系马家沟组，上至侏罗系直罗组，主要开发层位为侏罗系延安组的12个油层和三叠系延长组的10个油层，目前管理油井约2.5万口。本次监测统计样本数据合计5000口。在电动机功率因数、抽油机平衡度、系统效率三项考核指标中，长庆油田电动机平均功率因数为0.387，功率因数达标2254台，达标率为45.08%；平衡度达标2220台，平衡度达标率为44.4%；平均系统效率为21.01%，系统效率达标4330台，达标率为86.6%，整体合格率为13.51%。

2 长庆油田机采系统能耗分析

以监测数据为依据，结合长庆油田自身地质条件、工艺现状和管理水平，进行系统性研究分析，确定影响长庆油田能耗的主要因素是产液量、电动机功率利用率、平衡度和功率因数[2-3]。

2.1 产液量对能耗的影响

由表1可知，日产液量低于2m3，平均系统效率13.16%；日产液量在2～10m3之间，平均系统效率21.80%；日产液量高于10m3，平均系统效率达到33.79%。可见，随着产液量增加，系统效率呈上升趋势。但由于长庆油田低渗、低压、低丰度的特点，产液量普遍较低，平均产液量仅为4.23m3/d，从而导致机采系统效率较低，耗能量较大。

表1 产液量和系统效率的关系

2.2 电动机功率利用率对能耗的影响

电动机功率利用率越高，系统效率越高。由表2可知，电动机功率利用率在5%以下，系统效率仅为8.69%；但当电动机功率利用率在20%以上时，系统效率可达23.85%。长庆油田由于油井参数、运行设备、现场管理等因素的影响，抽油机装机容量过大，电动机功率利用率较低，电动机长期处于低效区域运行，影响整体运行效率，从而造成电能的浪费。

表2 长庆油田电动机功率利用率和系统效率的关系

2.3 平衡度对能耗的影响

长庆油田受地质条件约束，油井产液量波动较大，抽油机负荷会产生较大变化，进而导致抽油机运行不平稳，平衡状况较差。抽油机长期处于不平衡状态，不仅增加了地面抽油机系统的能量损失，减少了系统的有效功率，而且也降低了抽油机的系统效率。如表3所示，平衡度在90%～100%时，系统效率最高达到24.52%，及时调整平衡度到合理范围，可大幅提高系统效率，减少能量损耗。

表3 平衡度与系统效率关系

2.4 功率因数对能耗的影响

长庆油田平均功率因数为0.387。功率因数低，导致无功损耗增大，同时也造成供电设备和线路中的损耗增大，影响了电网供电质量。通过分析，造成长庆油田功率因数较低的主要原因有两个方面：部分油井没有进行低压补偿或补偿器损坏，致使功率因数偏低；已安装变频控制系统的抽油机，其大部分设定在工频运行，个别损坏后未维修，致使功率因数较低。