油田机采系统效率影响因素分析与防止对策

张建峰

摘要：油田机采系统效率是衡量一个油田采油技术水平的主要指标，长期以来，由于偏于追求原油产量，对机采系统效率工作重视不够，使油田开采成为低效率高能耗行业。机采井是油田的主要耗能设备之一，提高机采系统效率是油田节能的关键环节之一。如何最大限度的提高有杆抽油系统效率，实现用有限的产出，换取最大的效益，是保证油田高效生产的重要途径之一。

关键词：油田机采系统;效率因素;对策

油田机采系统效率是反映机采管理水平的一个重要指标，其影响因素较多，涉及面广。提高机采系统效率，是一个全面组织协调对抽油机拖动系统、抽油杆、抽油泵以及配套技术的研究和开发工作。通过对抽油机系统效率的研究，采用先进的节能技术，优化设计参数匹配，加强管理，是能够提高抽油机系统效率，达到节能降耗、降低采油成本的目的。

一、机采井系统效率影响因素

抽油机井系统效率是指将液体举升到地面的有效做功能量与系统输入能量之比，并且根据机采系统的特点，可以将抽油机以光杆悬绳器为分界点分为两部分，下面就根据地下，地面两部分来分别论述抽油机系统效率的影响因素。

1、井下系统效率影响因素，井下系统效率的计算公式为：

从公式中可以看出，油井液量、动液面、示功图面积冲程、悬点载荷、冲次是影响井下系统效率的主要因素，而它们本身也受着油层供液能力、液体粘度、井斜轨迹、泵挂深度、油管管径、泵杆杆径、杆管材质等因素影响。因此，提高井下系统效率的潜力在于：一是从油井产量入手，通过各种油层改造技术，注水配套技术等来改善油层的供液能力，提高油井产量，提高油井的系统效率;二是通过下泵深度、抽汲参数、管柱组合的优化，从而减小各种无功损耗，达到提高系统效率的目的。

2、地面系统效率的影响因素。机采井地面所损失的功耗主要由电机损失的功耗及抽油机摩阻损失的功耗两部分组成，这其中又以电机所损失的功耗最大，且抽油机摩阻损失的功耗可以通过日常管理使其达到最好的运行状态，因此，地面部分的薄弱环节就是电机效率，因此电机的匹配程度直接影响地面系统效率的高低。普通异步电机装机容量大，当电动机启动后，绝大多数电机都是在定速拖动方式或轻重负荷变化拖动方式下运行。这种高低功率的不平衡匹配，是电动机长时间处于轻载和定速运行的低效利用状态，电机效率较低。并且由于抽油机负荷变化较大，电机负载率低现象严重，尤其是对低产低效油井，更是如此。

二、提高机采井系统效率的对策

1、地面方面

（1）加强能平检测，强化地面节能管理工作。低效电动机的更换。根据机采系统耗能状况分析：地面部分的能量损失主要在电动机，因此要提高系统效率，就要提高电动机的运行效率，对电动机老化、运行效率低、耗能大等缺点，要加强能平检测，及时发现，及时更换。减少地面磨损。地面部分的能量损失除电动机外，还有三角带、减速箱、抽油机的连杆机构。因此电机变速箱、皮带轮、光杆应及时保养、更换、扶正，并加强对抽油机运行时的润滑，减少连杆机构的磨损，以免造成不必要

的传递能量损失，降低传动效率。

（2）及时调整抽油机平衡，提高机采系统效率。抽油机平衡不良时会出现发电现象，导致大量电能损耗。抽油机平衡越差，电机输入功率越大，耗电量越高。根据油田实测数据，做出的一般情况下，游梁机平衡率与耗能的关系曲线。平衡率在80 -100% 时抽油机耗量最低。当平衡率达120% 以上时，比80% 时1 小时多耗电0.25kW·h，平衡率低于70% 后，比80% 时1 小时多耗电约0.15kW·h。我们对抽油机进一步加强了平衡率的调整工作，对于调平衡后电流法判断为平衡较好，但耗电量却升高的井则利用功率曲线重新调整抽油机平衡，消除电流假平衡现象，效果显著。通过调整抽油机平衡工作的进一步开展，对降低油井耗电提高机采系统效率起到了积极作用。

（3）合理匹配电机降低电机功率，减小空耗损失提高机采系统效率。为了对现场的换电机工作进行指导，通过试验、摸索，总结出选择抽油机电机功率的光杆功率法，即根据光杆功率选择抽油机电机额定功率。对负载率低的电机进行“大调小”，提高抽油机电机负载率，提高机采系统效率。落实抽油机保养、调整工作，减少传动损耗提高机采系统效率，抽油机各部件松动或润滑保养不好，造成皮带及抽油机各部件之间的摩擦、打滑、变形，致使抽油机不平稳运行，从而无功耗电，对此认真落实机械设备的紧固、润滑、保养、调整工作，确保抽油机正常运转。有效的减少了无功损失，降低了有功功率。提高了机采系统效率。

2、井筒方面。供液良好井确定合理沉没度。一般来讲，动液面在保持一定的情況下，并不是沉没度越大越好，而是有一个合理的界限。如果沉没度过大，就会造成抽油机能耗的增大，造成机采系统效率的降低。针对沉没度不合理的井采取上提泵挂措施，不仅节省了大量的管杆材，而且在节能降耗延长机采系统效率，延长检泵周期中也取得很大效益。供液差井采用“合理泵径、长冲程、慢冲次”针对一些供液能力较差的井，我们采取“合理泵径、长冲程、慢冲次”的经济调参理念，提高抽油泵的充满程度。

3、日常管理方面。加强日常加药热洗维护工作。对于采油队来说油稠与结蜡是造成抽油杆在井筒中的摩擦力显著增加、抽油机负荷上升、单井耗电量增加的主要原因。加药热洗作为油井日常清蜡、降粘等日常维护工作的主要手段，可以有效地降低抽油机负荷，减少了油井耗电量。减少井口回压套压的影响。针对回压高的单井，对油井产液物性进行认真分析，找出导致回压高的原因，对症下药。首先是混输泵管网整体降干压，另外对于单井回压较高的油井采取加装井口水套炉的办法，一方面可以提高产液输送温度，另一方面可以有效的破乳降低输送阻力。生产中合理控制套管气，减少气体影响，提高泵效。对于出砂井，控制放套管气速度，避免地层震荡出砂。

抽油机系统效率是衡量油井工作状况的主要指标，系统效率反映着油井的生产水平，抽油机的耗电能力，目前各油田产量紧张，单方液量成本高，有必要对影响抽油机系统效率的因素进行研究，以最经济的方式实现最大的效益。

参考文献：

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[2] 张强德，赵景茂，等.提高机采系统效率技术应用[J].石油钻采工艺，2016，（6）.

[3] 万立民 班文华《抽油机系统效率测试在油田的应用和推广[J].科技创新导报，2017，35.