低渗油田降低机采井耗电量的做法及认识

宋旭东（大庆油田有限责任公司第八采油厂）

1 抽油机井吨液耗电情况

M 油田是低产低渗透油田，抽油机井1 220口，平均动液面1 252 m，平均沉没度167 m，平均单井日产液4.4 t，平均单井日产油1.2 t。进行产量、功图、液面、系统效率等参数的测量，并按功图分析结果类型进行分类（表1）。由表1可知，供液充足的采油井吨液耗电量最低为36.1 kWh。供液不足井共有935 口，占总井数的76.6%。供液不足井是吨液耗电量升高的主要原因，通过改善供液不足井的抽汲条件，可最大程度将吨液耗电量由48.7 kWh降低到36.1 kWh。

表1 M油田抽油机井耗电分类情况统计

2 严重供液不足井问题分析

2.1 间停制度不合理

M油田1 220口正常生产抽油机井中有935口井采取间抽生产，占总数的76.6%。该生产方式不仅能够节能降耗，而且能够保证供采协调关系，提高油田开发质量。但在实践过程中发现，在制定间抽开采制度时，由于缺乏理论指导，导致间抽开采制度不合理，抽油机井依然出现供液不足的问题。主要表现为：开井时间长；开井时机过早或过晚；开关井频率高；开井时将抽汲参数调整不合理，为方便生产管理采用统一固定的间抽制度等，无论是在挖掘生产潜力方面还是在节能增效方面都存在着不合理性[1]。

2.2 抽油机参数不合理

调查供液不足495口井，平均冲程2.4 m，小于额定3 m 冲程，最大冲程为3 m 的井有149 口，占30.1%（表2）；平均冲速4.6 min-1，冲速大于6 min-1的井有106口，占21.4%（表3）。

表2 冲程情况统计

表3 冲速情况统计

参数调整应遵循先冲程后冲速的原则[2]。

3 对策实施及效果

3.1 合理制定抽油机井间抽周期

根据油层参数、生产参数绘制油井流入与流出动态曲线，以此确定合理的开关井时间，确保油井供采协调，消除严重供液不足。以间歇采油前后产量不降为条件来确定开关井时间，依据IPR和OPR曲线确定油井的合理流压区间（从a 到b），a 点为合理流压上限对应间歇采油开井时刻，b 点为合理流压下限对应间歇采油关井时刻（图1）。

图1 IPR与OPR曲线

关井时间计算：以井底流压公式为指导，以合理流压区间为边界条件，对公式（1）进行积分求解，则可得到对应地层条件下的间歇采油关井时间，此阶段为关井液面恢复阶段，储备多少能量由关井时长决定，关井时长由公式（1）求得：

t=0， Pwf=Pwf（下限）

t=t 关井时间，Pwf=Pwf（上限）

开井时间计算：以井底流压及产量公式为指导，以合理流压区间为边界条件，对公式（2）进行积分求解，则可得到对应泵径、冲程、冲速下的间歇采油开井时间，此阶段为开井油井生产阶段，液面逐步下降，减少多少能量由开井时长决定，开井时长由公式（2）求得：

边界条件为

t=0，Pwf==Pwf（上限）

t=t 开井时间，Pwf==Pwf（下限）

式中：Ps——地层压力，MPa；

Pwf——井底流压，MPa；

Patients who were diagnosed with colorectal cancer during pregnancy or in the postpartum period were analyzed in the study. The postpartum period is defined as first 6 mo after delivery.

Pwf(i)——某时刻后井底流压，MPa；

C——井筒储集系数，m3/MPa；

n——渗流指数；

f ——采油指数，m3/(d·MPa)；

t——时间，d；

DQ理排——油井泵理论排量，m3。

抽油机井液面深度是计算开关井时间的重要数据。以往计算开关井时间所使用的液面值是应用普通液面测试仪测试的月度值，由于录取资料的瞬时性将导致绘制的流入流出动态曲线，以及代入公式计算出的结果存在一定的误差。

为了更加全面地掌握油井各参数变化情况，从而使间抽开关井时间计算更准确，应进行连续液面监测，连续采集液面变化，形成曲线，更直观、准确地了解在生产过程中液面的动态变化（图2、图3），为调整合理抽油机抽汲参数，制定间抽制度提供准确依据。

图2 S-1井停井时液面上升趋势曲线

图3 S-1井开井时液面下降趋势曲线

3.2 偏远井实施不停井间抽

从2016 年开始，采取大规模、多轮次间抽方式，2017年节电效果显著，节电率在40%以上。但在间抽实施过程中存在以下问题：员工启停机工作量大；由于员工少，单井用人由0.45人下降到0.39人，人员不足的矛盾突出；受雨雪季节、道路等影响，偏远油井执行间抽制度比较困难。因此，对部分抽油机井采取安装间抽型多功能调速控制配电箱方式，实现不停井间抽。

表4 四种模式效果汇总

表5 不停机间抽制度情况

间抽型抽油机多功能调速控制配电箱基本原理：以变频控制装置为基础，通过辅助控制器发送控制指令，控制电动机运行，实现抽油机井曲柄小范围往复摆动运行模式。该装置工作时采用曲柄摆动运行与整周期运行相结合的方式，通过配电箱设定合理的运行时间和曲柄摆动角度，使低产井供排关系趋于合理，能够实现间抽井连续、安全、稳定、高效生产。

3.2.1 不停井间抽规模试验

现场选取207 口井进行跟踪摸索，以30 min 为1 个周期间抽制度下摸索出4 个周期模式：整周期运行5 min，曲柄摆动运行25 min，摆动角度15°；整周期运行10 min，曲柄摆动运行20 min，摆动角度15°；整周期运行15 min，曲柄摆动运行15 min，摆动角度15°；周期运行20 min，曲柄摆动运行10 min，摆动角度15°（表4、表5）。

通过对四种模式共207 口井的现场试验数据进行分析，平均单井产液基本稳定，平均单井日耗电量由166 kWh 降低至111 kWh，平均单井日节电55 kWh。

多功能调速控制配电箱节电效果明显，降低间抽井管理难度和人力成本，员工安全得到保障，减小频繁启停井工作强度，可全天自动执行间歇采油。

4 结论及认识

1）低效抽油机井实行间抽是提高泵效、降低能耗的有力措施，并不是增产手段[3]。

2）抽油机井间歇采油，首先要保证油井有足够供液能力，这样才能实现降低耗电量，延长油井检泵周期[4]。

3）由于油井供液能力和抽汲参数不同，应根据由动液面绘制油井流入与流出动态曲线，并结合示功图确定间抽生产时的合理沉没度范围和启停机时间，采用弹性间抽制度。在保证稳产的同时，可大幅度降低耗电量。

4）间抽型抽油机多功能调速控制配电箱用于油井节电方面效果明显，降低间抽井管理难度和人力成本。