稠油热采井机采系统效率影响因素分析

稠油热采井机采系统效率影响因素分析

机采系统效率是衡量油田开发水平的重要经济指标之一。河南稠油油田热采井随生产阶段的

变化，抽油机载荷、油井产量随之变化，导致稠油热采井具有周期性变化的特点，在2006

年中石化机采系统普查中，稠油热采井机采效率仅为 6.88%,远远低于中石化15%的行业标准，提高机采系统效率有较广阔的空间。

1 影响机采系统效率的主要因素分析

影响抽油机系统效率的主要节点分为地面部分：电动机、皮带轮、减速箱，抽油机的四连杆

机构，井下部分为盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱。下面重点从我们具备测试和计算手段的

电机、抽油机平衡、抽油泵因素入手，分析其对机采系统效率的影响。

1.1 电机因素

电机效率越高，机采系统效率越高。电机效率与电机的负载率、功率因数等因素相关。电机

效率与电机的负载率成正比（见图1）。以井楼油田高浅3区和七区测试资料加以分析。高

浅3区和七区抽油机电机的平均有功功率为3.82kW，最大有功功率为11.59 kW，最小有功功率为1.48 kW，平均负载率23%，平均电机功率因数0.39。高浅3区和七区电机平均有功功

率不到4 kW，而电机额定功率为15 kW、18.5 kW，很明显电机额定功率配备过大，“大马拉

小车”现象严重。

井楼七区电机有功功率分段统计显示：电机的有功功率对机采系统效率影响较大（见表1）(见图2)。

电机有功功率每降低1kW,机采系统效率提高约1个百分点。在工况相同的情况下，电机有功功率越小，机采效率就越高。

1.2 抽油机平衡因素

抽油机运行过程是一个能量转化的过程，平衡调整的目的有两个，一是保证抽油机安全运行，二是节能。见图3，平衡度在90－100％范围内，电机能耗最低。目前判断平衡的标准：一

是电流平衡法，用下冲程的最大电流与上冲程的电流比值得出抽油机的平衡度，平衡度在

80~110％视为抽油机平衡。二是功率法，根据抽油机曲柄轴的均方根扭矩最小，使抽油机平

衡且能耗最低。测试数据显示，井楼七区抽油机平衡度为71%，平衡度合格率为 55 ％，稠油热采井生产周期内平衡度变化比较大，前期油井处于排水期，因含水率高，产液量大，载荷大，平衡度较低，后期随着油井温度的下降，摩阻增大，悬点载荷增大，平衡度低，中期温度、含水相对比较平稳，载荷变化较小，平衡度基本稳定。

根据统计资料分析见图4：我们可以得出，平衡度在90~100％之间机采系统效率最大。

1.3 抽油泵因素

热采井生产过程中，随产液量和温度的变化，原油的粘度变化使泵的充满程度改变，导致泵

效变化和机采效率也随之改变。井楼七区泵效和机采系统效率关系曲线，看出对于稠油井随

着生产时间的延长，产液温度不断下降，原油粘度不断增大，泵效和机采系统效率也随之降低。井楼油田测试数据统计高浅3区和七区抽油机的平均泵效为17.9%。将泵效划分区间，

可以看出泵效每提高5~10个百分点，机采效率平均提高1~2个百分点（见表2）、（见图5）。

对于产液量较低的井，通过优化不同阶段的抽油机的冲次，可以较大幅度的提高油井泵效和

机采效率，只要冲次优化合理，不会对油井产液量带来影响。对日产液量5吨以下的油井, 抽油机冲次可以由5次调到3次, 日产液量5~10吨之间的油井,可将冲次由5次调到4次。

通过上述三个因素的分析，影响浅层稠油热采井机采效率的主要因素为电机节点和抽油泵节点，抽油机平衡实际上是电机拖动的辅助部分，平衡的好坏直接影响电机的输出功率，因此

合理降低电机的有功功率，优化抽油机的生产参数是稠油油田提高机采效率的主要途径之一。

2 结论与认识

通过对影响稠油热采井机采系统效率的因素分析，在电机、抽油机平衡、抽油泵等三个因素中，抽油泵的泵效对机采系统效率的影响程度大，起主导作用。合理优化抽油机的运行冲次，可以提高泵效，较大幅度的提高稠油井的机采系统效率。机采系统效率是反映节能技术水平

和油井管理水平的一项综合性指标，提高机采效率更是一项系统工程。