稠油油藏机采节能管理实践

2019-07-30李玲玲朱火军李建馨马忠梅赵珺中国石油大港油田分公司第六采油厂

石油石化节能 2019年6期

李玲玲朱火军李建馨马忠梅赵珺（中国石油大港油田分公司第六采油厂）

某厂所辖的稠油油藏处于二次开发高含水后期，通过对采油厂各系统用电情况统计，其中机采系统耗电占采油厂总耗电的45%，耗电比例最大；其次是注水系统耗电，占比为40%。油井产出液高含水导致地层水无效循环，因此，机采节能要从控液和降低单井能耗入手。通过开展能耗对标工作，建立对标标准，找出耗能高点，控制关键点，找准切入点，实现稠油油藏机采能耗可控。

1 机采能耗情况

1.1 建立能耗对标标准

油气田生产要以效益为根本，节能降耗工作不能一味追求低能耗，要追求高效益的低能耗。根据采油系统耗电特点，选取吨油电量成本作为机采系统能耗对标指标。按照电费指标、产油量指标、采油系统电量比例，计算出单井吨油电量成本[1]。

吨油电量成本=单井机采耗电电费单井原油产量( 元t)

1.2 分工艺对比吨油电量成本指标

对比采油厂各工艺电量，加权平均算出各机采举升工艺吨油电量成本。抽油机、螺杆泵、电泵及电加热油井吨油耗电成本情况见图1。

电泵井产液量最高，平均产液量为180 m3/d，含水率超过96%，故吨油成本最高；螺杆泵井次之，平均产液量为70 m3/d，高于平均值低于电泵的有14口井，主要为高产液量井；抽油机井平均液量为40 m3/d，平均含水率超过93%，故吨油成本最低，仅为电泵成本的43%；抽油机井中高于电泵耗电成本的有8口井，均为电加热稠油热采井，远低于抽油机井平均值的有108口。

图1 机采举升工艺吨油耗电成本

由此可见，机采系统高耗能井主要为高产液量、高含水井，电泵、螺杆泵井因其工艺适应性多用于高液量井，故吨油电量成本高；部分抽油机井因配套稠油电加热热采工艺能耗高，导致采油系统平均吨油电量成本增高[2]。

2 节能降耗措施

根据吨油电量成本公式，提高单井产油量和降低能耗是降低吨油电量成本的两个方向，机采节能降耗要从这两个方向着手。根据单井能耗对标结果，开展节能潜力专项分析；按照工艺参数、油井生产数据、油藏特点有针对性地制定节能措施，进一步降低采油系统吨油电量成本[3-4]。

2.1 低效益井综合治理

经单井吨油电量成本统计分析，对12 口高含水低产量井（含水率大于98%，日产油小于2 t）、6口高含水电泵井，实施优化调整、措施上产等治理工作，主要采用“计关、间关、转注、找堵水”的方式，降低产液量，减少无效循环水。对低产油、高产液量井实施长期计划关井3口，摸索间开周期井9 口，转注4 口。根据采油厂分工艺采液单耗分析，电泵井平均采液单耗为5.9 kWh/m3，分别高于抽油机井、螺杆泵井平均采液单耗1.9 kWh/m3和2.9 kWh/m3；故对采液单耗较高的1口电泵井实施找堵水转抽油机措施，对1口螺杆泵井采取找堵水转抽油机措施。

为了保证油田总产量和区块采收率，在高产液井关井时考虑区块整体井网布局，通过改变邻井采液指数和注水，实现关井不降产。对于高产液电泵井，通过实施间歇开井的方式，根据开井后含水率的变化摸索最优开井周期，将开井时间、含水率人为降低，既实现了油井的有效开发，又减少了无效水产出，大大降低了吨油电量成本。以孔检1井为例，将开井时间降低为每7 天开1 天，产油量保持不变，月耗电下降2.8×104kWh，吨油成本由314元/t下降至65元/t。18口井实施后，节约电费60万元/a。

2.2 规模开展提浅泵挂深度工作

稠油油藏油井在开井初期，为保证泵充满系数、减少稠油进泵阻力的影响，多采用小泵深抽的举升工艺配套方式提高油井纯抽泵效。随着产出液含水率的增加，在进入高含水阶段后稠油对泵的影响降低，无需过高的沉没度来保障泵效，故需要提浅泵挂深度达到优化工艺配套、降低能耗的目的[5]。

通过采油厂各举升工艺沉没度调查（表1）可以看出，稠油井普遍沉没度高于合理值，大部分井沉没度过高，造成了能源的浪费。

通过采液单耗与沉没度的对比（图2），每增加300 m 的泵挂深度，采液单耗增加1 倍。稠油井过深的泵挂深度导致单耗过大，在高含水阶段可以通过提浅泵挂深度达到降低单井能耗。

表1 机泵举升工艺沉没度调查汇总

通过对已经实施的28 口井效果看，平均单井提浅255 m，单井平均节电率达到12%，年节约管杆费用80 万元，年节电20×104kWh。该举措在稠油油藏高含水后期具有较好的节能效果，结合检泵等作业，可以实现提前设计和及时调整。

2.3 稠油井电加热设备运行跟踪与调整

在部分低含水稠油井中，电加热热采仍是稠油开采的主要方式。该方式针对高黏、低含水单井简单有效，实施起来较为方便快捷，在高含水阶段的稠油油藏可实现单井的热采举升。采油厂共有14口电加热井，电加热24 h 全开，平均月耗电量超过3×104kWh。

我苦笑了一下，说：“是的，我现在跟一个没文化的家庭妇女没什么区别，所以，以后见到我，别跟我谈文学，也别跟我谈什么诗人，要谈，就谈怎么喂孩子照顾老公好了。”

近几年，加强稠油电加热油井的运行管理，做好电加热设备运行参数的优化调整，同时跟踪停用电加热油井的生产变化情况。通过结合气候及生产变化情况，夏季停运含水率较高的8 口井（表2），优化运行2口井；通过调整占空比和优化启运时间段，实现了高耗能设备的管理节能目标，年优化调整电加热设备运行参数近50 井次，实现年节电70×104kWh。

2.4 节能新技术的应用

在稠油机采节能的工作中，不仅要从“省”上做文章，而且从“新”上下足功夫，通过创新技术应用来实现技术节能。

图2 机泵采液单耗与沉没度的对比

2.4.1 螺杆泵地面直驱装置

螺杆泵用于某厂60 口井中，占某油田螺杆泵总量的一半。螺杆泵工艺在稠油出砂井中具有较好的适应性，尤其在低液、低含水率井中可以替代抽油机电加热工艺，实现高效生产。在生产过程中，常规侧驱螺杆泵地面驱动装置电动机、减速箱等部件因高速旋转造成振动，存在损坏率高、安全隐患大的问题，并且传动效果差、能耗损失大。

针对这一问题，引进应用了螺杆泵地面直驱装置，该装置由永磁电动机直接驱动螺杆泵，取消了皮带及减速装置，降低传动损失，配套远传计量仪器，提高了螺杆泵井运行效率，降低了运行维护成本。采油厂规模应用了30 套，平均节电率达19%，年节电38×104kWh。

2.4.2 电动潜油螺杆泵采油工艺

电动潜油螺杆泵[6]采油系统是将潜油电动机置于井下机组的底端，通过保护器、联轴器组件与螺杆泵的转子下端直接连接，利用动力电缆将电力传送至井下潜油电动机，电动机通过转子输出扭矩驱动螺杆泵运转，将井液举升到地面。

2017 年，在某厂羊9-11-1 大斜度稠油井上试验应用电动潜油螺杆泵工艺，之后在2口特高稠油高耗能井、羊2号井丛场5口新井、羊3号井丛场1口稠油井上，也使用电动潜油螺杆泵工艺。

应用电动潜油螺杆泵采油技术，在某厂大斜度井、高黏度稠油井上“开花结果”，取得了显著的成效。

9口电动潜油螺杆泵井年节电130×104kWh，节约电费104万元/a，平均延长检泵周期500天，节约作业费用50万元/a。