油田提高机采系统效率技术研究

油田提高机采系统效率技术研究

发表时间：2019-07-22T15:35:11.210Z 来源：《基层建设》2019年第11期作者：邹洪超

[导读] 摘要：有杆抽油系统主要由原动机（电机）、抽油机、抽油杆、抽油泵、井下管柱和井口装置等组成。

辽河油田特种油开发公司

摘要：有杆抽油系统主要由原动机（电机）、抽油机、抽油杆、抽油泵、井下管柱和井口装置等组成。通过抽油机电动机、曲柄—连杆—游梁机构、抽油杆柱，将地面电能转化为举升地层流体的能量，因此，整个有杆抽油系统工作时是一能量不断传递和转化的过程。在能量每一次传递时都会损失一定的能量。系统效率是表征有杆抽油系统能量转换与利用效率的主要指标。因此，研究机采系统损耗和原因，找出相应技术措施，对提高机采系统效率，降低能耗具有重要意义。

关键词：油田；机采；系统效率

引言

在石油开采工程的领域内，机械采油在世界范围内都占主导地位，因此其能耗在原油生产过程中占的比例也是最大的。在石油开采工程的领域内，机械采油在世界范围内都占主导地位，因此其能耗在原油生产过程中占的比例也是最大的。近二十年来，我国在抽油机方面出现了异相型游梁式抽油机，使得减速器扭矩变化平稳，峰值扭矩减小，所需电机功率较小，目前已经形成了2型～20型抽油机系列。在抽油泵方面，深井泵泵径已形成28～100mm系列，特种泵已初步配套，其中最显著的技术进步是整筒式抽油泵取代衬套式抽油泵，并出现了许多特殊类型的抽油泵如防气泵、防砂泵、抽稠泵等，大大延长了抽油泵的检泵周期，满足了不同油井的开采需要。在抽油杆方面，为适应深井抽油的需要，在原有的C级、D级、K级抽油杆之外，还研制出了H级超高强度抽油杆和玻璃钢抽油杆，以及高频表面处理抽油杆、空心抽油杆、玻璃钢抽油杆、连续抽油杆等，大大降低了抽油机悬点载荷和增加了泵挂深度。随着深层油藏的开发，增大泵挂深度、实现深抽是有杆泵采油所必须面对的问题。对于有杆泵采油井的”深抽”，并没有一个确切的定义或规定各油田有不同的理解。目前，国外机抽方式中下泵深度最深的是美国，通过采用超高强度组合抽油杆的泵挂深度已达4420m；采用玻璃钢-钢复合抽油杆柱的最大泵挂深度已达5120m。国内利用钢质抽油杆，其泵挂深度已可达3000m以上。因此，研究机采系统能量传递和转化过程中各节点损耗和原因，找出相应技术措施，对提高机采系统效率，降低能耗具有重要意义。

1机采系统效率近远期目标

油田既是能源生产大户，同时也是高能耗大户，而油田电能50.3%以上消耗在采油工程系统，所以采油工程系统的节能降耗工作尤为重要。油田公司为落实科技兴油战略，开展三大配套技术攻关、三大重点开发试验项目。“油田节能降耗配套技术攻关”列为一级课题，“采油系统节能降耗技术”列为二级课题。针对不同类型油井，开展了影响机采系统效率敏感因素分析研究，并进行了提高机采系统效率技术对策综合应用研究，力争经过3-5年的工作，使吉林油田机采系统效率指标达到国内同行业先进水平，真正成为节约型、环保型企业。油田全面开展提高机采系统效率工作已近三年，基础测试和研究工作已经取得了初步的经验和成绩，同时新技术、新工艺的不断应用，为提高机采系统效率、降低能耗提供了很有利的条件。研究形成具有油田特点的先进、适用、系列化采油节能配套技术，同时基础工作达到规范化、制度化、程序化，系统效率指标将大幅提高，年提高系统效率目标是2%，三至五年达到中油公司的平均水平，十年达到30%以上的目标。

2研究提高机采系统效率的原则

结合设备老化更新，积极选用节能设备，加大节能配套技术推广应用规模，实现老油井从地面到井下的综合节能降耗目标。新产能在建设初期的设计上就把节能研究的成果直接应用在生产实际中。

提高机采系统效率工作原则：

（1）必须走以产量为中心这条主线，节能不能以牺牲产量为代价；

（2）必须将提高机采系统效率研究与延长油井免修期工作结合起来；

（3）管理因素要放到节能提高系统效率工作的重要位置上来。

3影响抽油机井系统效率的因素分析

3.1影响系统效率因素分节点分析

抽油机平衡问题是抽油机日常管理的首要问题，抽油机平衡与否不仅关系到抽油机和电机的使用寿命，而且与能耗由很大关系，抽油机超平衡或欠平衡都会增加耗电量，这在日常管理过程中没有引起足够重视。游梁式抽油机的平衡率对抽油机井的系统效率影响较大，平衡差的油井能耗大，系统效率低。

3.2抽油机井提高机采系统效率与供排协调关系研究

提高系统效率必须走以产量为中心这条线，不能以牺牲油井产量为代价。因此必须进行提高机采系统效率与合理流压的关系研究，使油井达到供排协调，在提高油井系统效率的同时，实现增产或不减产。从合理流压的确定、提高机采系统效率与合理流压的关系、参数调整三方面展开分析研究。

4低产低效井智能间抽控制技术

“间抽控制提高系统效率及节能装置研发”项目是针对油田相当部分为低渗透的低能、低产油井，为稳定产量、降低能耗、提高系统效率。主要完成三个方面的工作内容：第一分析间抽井间抽特点，分析电能负荷变化与抽油泵充满度之间规律，找出泵空条件；第二根据试验结果，分析间抽特点，建立间抽判别规则和控制策略，建立实时智能间抽控制仪工作模型；第三研制一套随负荷变化控制的实时智能间抽控制仪。当油井渗透能力低于抽油机设计抽油能力时，油井处于供液不足状态。于间抽控制，根据抽油机工作过程中上、下行程中负荷变化、速度变化、时间变化情况，进行分析和试验，找出抽油泵充满度与各种变化之间的关系，建立各种抽空边界条件。

当抽油机工作到泵空时，自动停止工作，建立自学习模糊控制模型，并根据此模型判断井内供液情况是否满足再次连续满抽条件，当条件满足时，抽油机才会再次启动。根据以上建立的模型，研制一套随电能负荷变化控制的实时智能间抽控制仪。该控制仪实时采集电能全参数，分析计算冲次周期内各种控制参数，按照建立的电机启停判别规则和控制策略开发控制仪。

结束语

综上所述，提高系统效率，可有效降低吨油成本，有效促进节能设备的应用和老旧设备的更新改造，提高机采管理技术水平，由定性