降低抽油井单耗的治理思路与措施

刘昱瑭 胡文超 王剑平 夏勋

摘  要：随着科学技术的不断发展，油田开采也取得明显的效果，在油田逐渐进入开发中后期，原油开采的成本明显提升，深入挖潜、降低单耗成为抽油井实现持续性工作的重点。抽油机作为抽油井工作主要能耗设备，其工作效率会受到多种因素的影响，而且还能体现出整体抽油井的工作水平。对此，本文主要分析抽油井能耗现状，分析影响抽油井单耗的因素，并提出降低抽油井单耗的治理思路与措施。

关键词：抽油井;单耗;治理;思路与措施

引言

通常油田开采进入高含水后期之后，摘要对薄差层和难开采层进行开采，每年的低产井数量逐渐增加。随着三次加密井的投产和运行，低产井数量还在持续增加，吨油成本也随之提升。对于油田持续性发展而言，实现抽油井单耗降低，是全面降低成本的主要策略，以机械采油方式为主的机采成本消耗在油田生产成本中含有很大的比重。其中，机采能耗和井下维护作业费用占到整体油田开采成本消耗的80%以上。因此，必须降低抽油井单耗，才能实现抽油井治理，减少开采成本。

一、抽油井能耗现状

通常抽油井的整体作业系统主要是从油藏到地面分离器之间的整个油井抽取系统，主要有井下和地面设备所构成。井下设备包括抽油杆、抽杆泵以及相关附件，地面设备包括抽油机、电动机、以及电力系统等。通常抽油井产生的能耗主要分为两方面，第一是在提升液量时所需要的有效功，第二是在克服各种阻力之后产生的无效功。从损失功率方面分析，井下功率损失也分为两部分，分别为原油粘滞损失和滑动损失，这些功率损失会受到抽杆泵工作效率、泵挂深度、原油性质等方面因素的影响。地面损失功率主要会受到抽油杆上下荷载、电动机工作效率等方面因素的影响。要想提升抽油井的工作效率，必须将井下和地面设备协同起来进行。但是，不管哪一方面出现了问题，都会对整体采油效果造成影响。随着目前油田抽油井数量的不断增多，抽油井能耗问题也是最主要的能源消耗问题，分析相抵抽油井单耗的治理措施有着重要意义。

二、影响抽油井单耗的因素

（一）采油方式

通常抽油井抽油系统中主要采用电潜泵、有杆泵、螺杆泵三种采油方式，其中使用较多的为有杆泵，在采油过程中，由于井下抽油泵的载荷会产生变化，不能和地面机采设备实现协同工作，这就在一定程度上增加了机采的能量损耗，降低整体采油的效率。对于螺杆泵而言，主要由井下螺杆泵和地面设备所构成，一般螺杆泵的工作效率比较高，而且还具有一定的节能作用，体积较小，但是在具体应用过程中维护起来具有一定难度，而且使用的成本相对较高。对于电潜泵来说，其工作效率会受到电机和泵的影响，当出现电机和泵的配置不合理时，整体工作效率也会下降，增加能耗。

（二）沉没度

一般抽油泵放置在井内会有一定的深度，抽油泵泵送到地面的是油气水三者的混合物，沉没度较大，尽管能够减少气相物质对泵的影响，但是随着抽油杆长度的不断增加，抽油杆很容易发生变形，这就降低了抽油泵的工作效率。与此同时，由于泵的深度过大，会导致举升载荷不断增加，相应的能耗也逐渐变大。假如沉没度过小，气相物质也会进入到抽油泵中，降低泵的排量系数，减少抽油泵的工作效率。

（三）电动机

在抽油井中，电动机是最主要的能耗设备，其能耗问题会直接对抽油井作业效率造成影响。早期油田开采过程中采用的电机为异步电机，在异步电机中，负载率是对电机效率造成影响的关键，只有在额定功率下，产生的功率因数才能最大，电机的效率也会最高。在电机的负载率不断降低的情况，电机功率因数也会降低，相应的无功损耗会明显增加，从而影响抽油井的作业效率。

三、降低抽油井单耗的治理思路与措施

（一）应用节能抽油设备

现阶段，在科学技术不断发展下，抽油井采用的抽油设备也在不断优化和更新，逐渐产生各种节能型的设备，而且这些节能电机、节能抽油机也实现了广泛的应用。节能电机可以选择超高转差率电机、多速电机、永磁同步电机、双定子电机、电磁调速电机，节能抽油机可以选择前置性抽油机、直线电机抽油机、双驴头抽油机、异相曲柄平衡抽油机等等，应用这些设备能够明显提升抽油井的作业效率，减少能耗。因此，在抽油井作业时，及时更换老化、运行效率低、能耗高的设备，要尽可能选择高效率、节能的电机和抽油机，并保证电机之间能够匹配起来，这样才能起到节能的目的。

（二）应用节能电控装置

除了应用具有节能效果的电机和抽油机之外，还可以应用节能控制装置，比如间接控制器、变频调速控制器、继电接触调压控制器等等。采用变频调速控制器能够自动对抽油井中的电动机转速进行调节和控制，并改变抽油泵排量，促使其和油井产液能力相一致，起到节能效果。采用继电接触调压控制其能够实现定子绕组切换，并降低能耗，在应用的普通异步电动机的基础上增加继电接触器，能够明显降低电压和输入的功率，并提升负载率，起到节能的效果。针对低孔渗油井，由于其地层的渗流能力有限，抽油机泵的效率较低，只能采用间开制度才能达到节能效果。因此，可以应用间抽控制器，实现人工控制的同时，还能自动控制，对抽油井作业进行精准控制，并起到节能的效果。

（三）生产参数优化

抽油井在作业过程中产生的生产参数主要包括泵挂深度、产量、冲次、冲程等，這些生产参数会对整体作业系统工作效率产生较大的影响。不同生产参数之间有一定的关系，不同的生产参数，系统工作效率可能是千差万别。因此，在保证抽油井产液能力的情况下，要尽可能选择泵径较大，冲程长，冲次慢的生产参数，并保证参数设置和产液能力相协调，这样才能保证抽油井机采效率，减少单耗情况发生。

总结

总之，随着油田开采的不断发展，抽油井单耗逐渐增加，导致原油开采成本相对提升，在这种情况下，应该应用节能抽油设备、节能电控装置，并对生产参数进行优化，从而对抽油井能耗较多的因素进行治理，起到降低单耗的效果。

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作者简介：刘昱瑭，1988/6/1，男，汉，宁夏同心，大学本科，油气田开发工程师，毕业院校：西安石油大学，毕业专业：石油工程，研究方向：石油工程。

胡文超，1992/7/9，男，汉，贵州铜仁，大学本科，油气田开发工程师，毕业院校：中国石油大学（华东），毕业专业：应用化学，研究方向：油田化学。

王剑平，1987/1/20，男，汉，河南扶沟，大学本科，地面建设与油气储运助理工程师，毕业院校：兰州理工大学技术工程学院，毕业专业：过程装备与控制工程，研究方向：石油工程。

夏勋，1982/2/11，男，汉，湖北武穴，大学本科，油气田开发工程师，毕业院校：中国石油大学（北京），毕业专业：石油工程，研究方向：石油工程。