抽油机井能耗定额的制定与应用

王荣久（大庆油田有限责任公司第三采油厂）

1 10 型机定额趋势分析与关系曲线的拟合

抽油机井吨液百米耗电是指原油开采过程中把一吨液量从地下提升一百米所消耗的电能。吨液百米耗电能够综合反应抽油机井的用电和生产情况，因此选择吨液百米耗电作为抽油机井的定额指标能够为抽油机节能管理提供综合性指标，并提高抽油机井沉没度治理工作的质量[1]。

式中：W为吨液百米提升高度有功耗电量，kWh/(102m·t)；P1为输入功率，k W；Q为油井产液量，t/d；Hd为油井动液面深度，m。

影响吨液百米耗电的参数有产量、液面、有功功率[2]。对于一口注采条件不变的抽油机井，产量变化动液面也会对应发生变化，所以产量、液面对抽油机井的吨液百米耗电影响较大。为了研究吨液百米耗电在不同液面、产液条件下的变化规律，将10型机总计9 193口井的能耗测试数据分0~300 m、300~600 m、600~900 m三个液面区间，绘制不同产量对应的吨液百米耗电曲线。

从0~300 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到60 t/d时出现拐点，吨液百米耗电随着日产液量的增加下降速度变缓[3]。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，10型机0～300 m拟合曲线见图1。

图1 10型机0～300 m拟合曲线

从300~600 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到60 t/d时出现拐点，吨液百米耗电随着日产液量的增加下降速度变缓[4]。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，10型机300～600 m拟合曲线见图2。

图2 10型机300～600 m拟合曲线

从600~900 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到70 t/d时出现拐点，吨液百米耗电随着日产液量的增加下降速度变缓。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，10型机600～900 m拟合曲线见图3。

图3 10型机600～900 m拟合曲线

2 14 型机定额趋势分析与关系曲线的拟合

将14型机总计7 126口井的能耗测试数据分0~300 m、300~600 m、600~900 m三个液面区间，绘制不同产量对应的吨液百米耗电曲线。

从0~300 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到90 t/d时出现拐点。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线[5]，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，14型机0～300 m拟合曲线见图4。

图4 14型机0～300 m拟合曲线

从300~600 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到90 t/d时出现拐点[6]。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，14型机300～600 m拟合曲线见图5。

图5 14型机300～600 m拟合曲线

从600~900 m的曲线可以看出，随着日产液量的增加吨液百米耗电呈现下降趋势，当日产液量达到100 t/d时出现拐点。根据吨液百米耗电的发展趋势拟合出趋势线，并可得出吨液百米耗电与产液量的公式，14型机600～900 m拟合曲线见图6。

图6 14型机600～900 m拟合曲线

3 定额修正及误差

为了能够更准确地计算不停驱替方式下抽油机井的能耗定额，将2015—2019年抽油机井10型、14型机不停液面条件、不同驱替方式下的数据进行统计，并与公式计算的定额值进行比对，通过比对确定不同驱替方式下的修正系数[7]（见表1）。

表1 10型、14型机不停液面定额计算

根据2015—2019年10型、14型抽油机井的测试数据拟合出的定额计算公式计算2020年10型、14型机的定额值，并与实际的定额进行对比，最终计算出误差率[8]。2020年10型机定额计算误差分析见表2、2020年14型机定额计算误差分析见表3。

表2 2020年10型机定额计算误差分析

表3 2020年14型机定额计算误差分析

10型、14型机的误差率大部分低于26%，其中10型机聚驱井的定额计算误差率相对较大，需要重新拟合修正，提高公式计算精度，14型机计算定额均低于时机定额值，误差率大部分低于15%，计算精度相对较高。

4 现场应用及效果统计

2021年初根据能耗定额的拟合公式及修正系数制定了10型、14型机的定额指标[9]。指标下达后各作业区根据自身实际情况与指标的差距进行低效井的分析与治理工作，对低于定额值的低效井采取针对性措施，一是采取管理措施，进一步挖掘原有系统节能潜力，优化匹配运行参数，强化生产运行管理，实施精细清防蜡管理，累计实施调平衡、间抽、控制盘根松紧度、合理套压控制等3 815井次。二是采取技术措施，提高举升设备利用率、降低运行载荷、降低电量消耗，累计实施优化单井设计、优选冲程、冲次、电动机优化调整等措施1 262井次。截止到年底，各项定额指标全部完成，累计节电362.26×104k Wh，节电经济效益244.13万元[10]，2021年能耗定额应用效果见表4。

表4 2021年能耗定额应用效果

5 结论

通过分析数据及影响因素建立机采井能耗定额指标值的分析方法，计算出定额值。通过能耗定额的编制，推进“低-高效井”对标模式。技术上采取优化单井设计、优选冲程、冲次、电机调整等措施；在管理上，实施精细清防蜡管理，结合调平衡、间抽、控制盘根松紧度、合理套压控制等节能措施，实现了单井日耗电控制在定额之内。能耗定额管理的方法可以有效地指导抽油机井节能管理，实现抽油机井的高效运行。