低渗透油田抽油机井系统效率影响因素分析

摘要：提高机采系统效率，降低机采系统能耗，是低渗透油田降本增效的一个重要途径。本文通过对低渗透油田30口抽油机井机采系统五年跟踪监测，分析影响低渗透油田机采系统效率影响因素，主要是油井产液量、油井沉没度;认为通过技术节能和管理节能可以有效提高机采系统效率。

关键词：机采系统;跟踪监测;油井沉没度

1 30口机采系统跟踪测试结果

为全面分析低渗透油田机采井系统效率影响因素，选择了30口抽油机井开展节能监测，并连续五年跟踪监测。30台抽油机为异相型抽油机和常规型抽油机，平衡方式为曲柄平衡和游梁平衡，配套电动机主要为12级和8级永磁电机，抽油泵泵径为44mm、38mm和32mm。五年跟踪监测结果如下：

由表1、表2可见，30口井机采井近五年来系统效率一直维持在26%～29%之间，功率因数一直维持在0.7～0.8之间，保持较高水平。

2 机采系统主要影响因素分析

根据GB/T 33653-2017《油田生产系统能耗测试和计算方法》，整理出机采系统效率计算公式：

由公式（1）可以看出，影响机采系统效率的因素有油井产液量、油井沉没度、液体密度、油井油压、油井套压、输入功率等，在实际生产中，液体密度、油压、套压较稳定，变化较小，影响机采系统效率的主要因素是油井产液量、沉没度和输入功率。

（1）油井产液量的影响

从公式（1）可以看出，机采系统效率随油井产液量变化而发生变化。有资料表明，油井系统效率随产液量增加呈线性上升。结合油井跟踪监测数据，当油井产液量增加时，虽然输入功率增加，但输出功率也增加，系统效率仍然增加;同样当油井产液量下降时，虽然输入功率减少，但输出功率也下降，系统效率仍然下降。

P65-123井生产参数保持稳定，冲程1.2m，冲次4分钟/次，泵径32mm，从表3可以看出，P65-123井系统效率随油井产量下降而下降。

（2）油井沉沒度的影响

从公式（1）可以看出，油井沉没度小，有效扬程高，系统效率随有效扬程增加而增加，但沉没度过低，则泵吸入压力过小，泵吸入液量减少，输出功率减少，系统效率下降;同时沉没度过高，有效扬程过低，泵的吸入液量不会继续增加，输出功率减少，过高的沉没度也会造成抽油机悬点载荷增加，输入功率增加，机采系统效率下降。多口井的跟踪监测数据均反映出了沉没度变化和系统效率变化的明显关系（表4、表5、表6），因此，油井保持合理的沉没度，是机采系统效率处于较高水平的关键。有资料表明，沉没度在100m～500m范围是较合理范围。

P43-811、P45-82、P76-114井生产参数均保持不变。P43-811井沉没度从50米增加到416米，虽然有效扬程降低，但产液量大幅增加，输入功率和输出功率变化较小，系统效率保持稳定;当沉没度继续增加到631米时，有效扬程降低，油井产液量未明显增加，输出功率下降，系统效率下降。P45-82井沉没度变化较小时，系统效率随产液量变化，当沉没度从883米减少到204米时，有效扬程增加，输出功率明显增加，系统效率上升。

（3）电动机输入功率的影响

从公式（1）可以看出，当油井输出功率不变时，电动机输入功率增加，系统效率会下降，当电动机输入功率减少，系统效率会上升。

电动机输入功率受地面因素和井下因素等方面影响。电动机、皮带、减速箱、四连杆等影响地面因素，盘根盒、油管、抽油杆、抽油泵影响井下因素，油井产液量、沉没度均会影响电动机输入功率。

跟踪监测的30台抽油机井平衡度合格率保持在50%以上，配套电动机均是高效永磁同步电机，平均电机功率利用率在18%～20%之间，皮带松紧合适，减速箱润滑良好，盘根盒松紧适中，抽油杆柱组合合理，井下油管、抽油泵无漏失，对电动机输入功率影响较小。

3 机采系统采取的主要节能措施

机采系统节能措施主要有技术节能和管理节能。

（1）技术节能

低渗透油田在提高机采系统效率方面，推广应用高效永磁同步电机，推广应用节能抽油机（如弯游梁抽油机），对抽油机节能改造（如部分抽油机装尾平衡），推广应用变频控制技术，推广应用节能降速装置等。

（2）管理节能

油井生产是动态变化的过程，除了加强抽油设备日常维护管理，使机采系统地面部分处于良好状态运行，对油井生产参数的管理也是重中之重，跟踪监测发现，及时调整生产参数，对提高机采效率，降低机采能耗有重要作用。

从表6可以看出，管理人员根据油水井生产变化情况，及时调整生产参数，调整后机采系统效率明显增加。

4 认识

1）低渗透油田油井产液量、沉没度是影响机采系统效率的主要因素，油井沉没度与产液量之间存在影响关系。

2）低渗透油田油井保持合理的沉没度，可以提高机采系统效率，降低机采系统能耗。沉没度过低或过高，都会降低机采系统效率，增加机采系统能耗。

3）通过技术节能和管理节能相结合，优化调整油井生产参数，使油井沉没度保持在合理范围，可以提高机采系统效率，降低机采系统能耗。

参考文献：

[1]杨勇楠.抽油机井沉没度与能耗关系的研究和试验[J].石油石化节能，2012（5）：17-19.

作者简介：

徐同欢（1986—），男，大学，工程师，主要从事节能监测工作。