提高低产油井采油效率的方法及对策

2022-12-31王二虎

化工设计通讯 2022年10期

关键词：抽油机油井功率

张杰，王二虎

（延长油田股份有限公司吴起采油厂，陕西延安 717600）

1 采油井出现低产采油效率低问题

1.1 地质因素

受到地质结构、地表降水等多种因素的影响，造成采油效率降低。同时，在部分地区中的油井应用时间较长，属于老旧油井，应用的设备陈旧，在地形等因素的影响之下导致整体的采油效率不高。

目前采油主要应用中孔渗储层，此层中存在较多的长石砂岩，在岩石缝隙中杂质过多，在开采中储集层在岩石碰撞、机械深入地下产生压力等因素的共同影响之下，导致地质结构出现了不同程度的变化，进而增加了开采的难度。

1.2 管理因素

（1）日常养护管理不足。工作人员在工作中并没有充分意识到设备性能对于开采产生的直接影响。科学良好的养护处理可以降低设备故障隐患，延长设备应用年限，进而达到提升开采效率的目的。而多数作业人员认为设备的参数是影响工作效率的直接因素，直接决定了设备的开采能力，但是却疏忽了设备养护工作。在实践中，在自然因素、人为因素的共同作用与影响之下，导致设备养护不足，这样不仅会降低工作效率，也会增加开采危险性。

（2）操作人员管理不足。石油作业具有一定的特殊性，操作人员在操作处理中自身的专业能力、设备的质量以及参数等都是直接影响开采效率的重要因素。目前，多数石油机械设备为进口设备，规范指引以及操作手册也多为英文，直接增加了养护的难度。操作人员专业能力不足，缺乏专业能力，则会直接影响设备的运行，不利于石油开采作业有序开展。

（3）区域划分管理不足。石油开采涉及到的范围相对较为广泛，在开展中会应用诸多的机械设备以及工艺手段，为了满足实际需求要明确具体的责任。但是在管理中区域划分、岗位责权不明，导致设备管理脱节等问题严重，严重降低了开采的效率与质量。

1.3 机械设备因素

（1）石油机械设备零件质量问题。石油开采中多数应用液压设备，这些设备在应用中承受的力较大。运行环境具有一定的复杂性，这也就对设备的零件质量提出了更为严格的要求。如果零件存在质量隐患，则会缩短设备寿命，影响施工的正常运行。

（2）电机方面问题。电机与功率的匹配性是影响开采质量的重要因素。受到能量与转换差异性因素的影响，在实践中势必会出现不同程度的损耗性问题，在功率低于输出功率时则会增加损失的功率，降低采油的效率。在实践中为了增强系统的运行效率，要重点分析系统能量损耗等问题。总的来说，在采油设备中还是存在一定的电机损失功率的隐患，这些隐患严重降低了采油效率，如果电机容量较大则会直接降低整体的输送功率，造成严重的能量损失问题。为了降低此种隐患，要根据具体的状况合理选择电机设备，这样才可以有效增强电机负载率，充分保障采油效率。

（3）抽油机。抽油机的型号、结构设计以及参数、设备的构成等因素具有一定的差异性，不同抽油机的功率相差较大，对于系统的要求也不同，这样则会直接造成效率差异性。在油田开采中，通过抽油机开采的原油数量判断油田开采效率，同时也直接反映了抽油机的管理质量与水平。在实践中能耗问题受到多种因素的直接影响。首先是功率不匹配。抽油机电机功率不匹配，导致在能量与功能转换的过程中出现了能耗损失问题，进而导致采油效率降低的问题。其次，电机能耗损失高。抽油机运行中，电机能耗损失会直接影响抽油效率，电机因为容量较大在运行中会降低效率，导致出现严重的损耗问题。为了降低能耗损失等问题，要根据实际状况合理选择参数、结构以及不同机械设备的组合形式，这样才可以降低影响。最后，冲程和冲次的影响。抽油机效率直接受到抽油机的冲程、冲次功率的影响。在抽油机冲次增加之后则会导致摩擦载荷等问题，而如果载荷相对次数的增加也会导致抽油机运行中功率输出的增加。在抽油杆固定之后，会增加抽油冲程长度，降低冲次，进而导致效率降低。

（4）泵的影响。油泵是石油开采中最为关键的一环，在抽油机运行一段时间之后，会导致油泵出现不同程度的变化，如果油泵运行不良则会导致出现泵阀间歇扩大的问题。而因为原油自身具有腐蚀性的特征，在腐蚀性的影响之下直接降低了原油开采数量。抽油规模扩大增加了油泵承载力，也会降低油泵工作效率。首先是泵效。泵效主要就是在地表层供液等多个方面因素的影响下，导致出现不平衡等问题。而下泵的深度也会诱发抽油杆摩擦系数的增加，导致损失功率增加。其次是泵径的选择。较大的直径泵会降低抽油产液量，降低摩擦系数。但是在运行中会受到尺寸以及强度等因素的影响。如果供液不足，则会造成增大泵径无法增加工作效率的问题，因此要基于具体状况科学选择。

2 提高低产油井采油效率的方法

2.1 分析油田地质状况，优化开采参数

（1）分析油田地质情况。重视油田地质结构分析检测，根据实际状况进行分析处理，在现代技术支持之下完善处理，降低偏磨、出砂等问题。通过对设计机械参数的优化，做好抽油机冲程以及冲刺管理，降低机械隐患问题，简化设计处理，则可以达到便于机械改进与维护的目的。重视油井测试处理，分析功率与实际需求，利用对比的方式优化系统功率，在石油生产中优化设备，降低功率损耗等问题，可以充分提升采油功率。

（2）优化开采过程的参数。在石油开采中，要根据实际状况优化生产参数，这样才可以保障工作效率符合实际需求，避免参数设置过大造成的充满度过低，在没有充满的状态中，系统进入排液状态则会出现严重的石油损失等问题。因此，在生产中要综合实际状况合理设置开采参数。通过对整个生产过程的优化处理，充分提升石油机械设备的开采效率。通过规范化的设计处理，保障各项参数符合要求，才可以有效地提升采油效率与质量。

在采油井中要优化生产参数，根据实际状况进行调整处理，避免在开采中出现液压不足等隐患问题，进而充分提升开采的效率。在开采中综合所在地区的状况，重视现场测试与研究，在现代技术的支持之下降低磨损以及出砂等问题，通过优化开采参数的方式降低开采冲次和冲程等问题，达到提升开采效率的目的。

2.2 完善规章制度，优化管理方式

（1）完善规章制度。为了充分提升石油开采质量，严格落实石油机械设备开采要求，合理规划各项规章制度，在实践中要全面落实各项技术标准与要求。综合实际运营状况，设置合理的规章制度，优化调整各项内容，明确岗位要求以及责任内容，强化监督管理。重视石油机械设备质量控制以及管理，提升工作人员专业能力，制定完善的规章管理制度，有效地解决生产效率低的问题。要优化石油机械设备现场放置管理工作，重视设备管理，充分保障设备运行安全性。通过先进的方式进行管理，明确开采的目标以及具体的要求，充分提升机械生产效率与质量。制定符合实际需求的质量控制管理标准，明确开采要求，综合企业生产能力以及具体状况确定开采指标以及标准。

（2）强化人员管理。员工是影响开采质量与效率的重要因素。企业要充分意识到员工培训以及管理的重要性，在实践中根据实际状况做好线上、线下的培训管理，制定完善的考核管理制度，强化员工责任意识，做好石油机械设备工序标准化管理，明确具体的责任意识，才可以有效提升开采效率。

2.3 融合节能技术，优化采油工艺

我国石油开采主要应用高含水率的石油，为了有效地提升产量，要重视技术更新。但是传统开采技术还是存在误差等隐患问题，在现代计算机、大数据等技术的支持之下，可以有效地实现全天候的实时监控管理，通过大数据进行机械设备数据整合与采集，自动分析数据，便于操作管理，有效提升了工作效率与时间，充分提升了开采效率，在根本上增加了整体的经济效益。

2.3.1 间歇式采油技术

应用间歇式采油方式可以提升开采效率，解决开采能耗过多的隐患问题。间歇式采油技术属于控制性技术手段，可以节省生产能耗。在开采作业中合理控制扭矩，则可以实现停机与开动处理，降低冗余的能耗问题产生。合理应用间歇式开采技术可以优化采油技术，在最大程度上降低地下水产生的影响，有效地增加了油井的油产量，充分提升了油井开采的综合收益。

2.3.2 “智能间抽+离网式光伏发电”技术

目前，在新疆油田探井中“智能间抽+离网式光伏发电”技术试验取得成功。自“智能间抽”+“离网式光伏发电”技术融合之下，制定符合实际需求的方案，利用自动识别油井动液面变化，合理制定开关制度，综合光伏智能直驱技术则可以合理利用发电量。此技术可以充分满足实际需求，在满足智能化管理需求，提升系统效率的同时，做到了智能运行以及光伏用电的一体化控制管理，真正实现了油井产量和效益优先。此技术通过抽油机小幅度激励摇摆、语音报警、数据传输管理等功能，解决了传统人工管理以及定时巡检管理存在的问题，实现了高效、便捷管理。通过此技术可以实现采油的低成本、标准化以及规模化发展，提升了油井生产的“低碳”到“零碳”化的跨越性发展。

2.3.3 合理应用新能源技术

通过分布式光伏发电系统、风能发电机以及储能系统的共同影响，可以为采油作业提供绿色电能。目前，在东辛采油厂中通过应用分布式光伏发电项目，在光伏发电、直流群控以及储能三个部分的支持之下，可以有效地利用土地资源，实现“源-网-荷-储”多能互补项目的开展，提升了石油开采效率。此系统可以利用FTU新技术实现故障检测分析，及时上报故障信息，在第一时间定位故障问题，快速切除故障点，降低了停电对油井开采产量产生的不良影响。

2.4 优化开采设备，重视电机管理

电机设备是石油开采的重要设备，合理配置电机设备，可以提升开采效率。因此，在实践中要综合油田开采需求，合理应用各种开采设备。

（1）电机。应用配套电机设备，综合开采井口特征，应用符合需求、功率的电机设备，可以提升开采的效率，降低电机负载运行的概率，保障电机在开采中始终处于平稳的工作环境中。

（2）优化管泵设计。在油田中出现沉没度不符合要求的油井，导致油井不存在对应的注水井，并且地下的能量供应液不足，导致液压出现问题，或者地下供应液充足，但是油井沉没度过大，导致生产效率偏低，通过对油泵的参数合理进行设计，提高石油产量[7]。

（3）抽油机。油质变化以及油层供应不足都会降低开采的效率，为了满足实际的需求要综合具体状况对抽油机进行调整处理，保障抽油机整体功率的平衡性，进而达到提升采油效率的目的。在时代发展中，石油开采也要实现绿色化、低碳化的发展，为了提升设备的工作效率，降低能耗，在石油开采中可以应用卷扬机式抽油机。

卷扬机式抽油机基于油井深度不同主要分为8型机、14型机、18型机和24型机。设备驱动部分的配备变频器（VFD）主要应用闭环控制方式，利用减速机带动滚筒可以实现深度50m的上下往返作业。油井上行中设备处于抽油状态，在下行中属于轻载运行状态，会将电能通过回馈单一输入到端电网中，可以有效提升资源利用效率。设备主要应用恒温控制，可以通过触摸屏、PLC、SKI600进行数据分析，运行数据监控管理。利用系统可以实现对各项参数的优化处理，根据实际状况设定行程深度、运行速度以及运行时负载重量范围等各项参数；如果运行行程等参数高于设定参数，则会自动报警并且停止作业。系统在运行中会对各项参数进行记录分析，形成曲线图片，在网络支持之下可以在手机等移动终端上实时查看。

（4）节能零件。根据采油标准选择油井零部件，利用数据检测分析处理，应用高效率低能耗的零部件，如抽油杆扶正器等新型的节能零件，不仅可以降低抽油系统损耗问题，也可以提升油井的开采效率。