提高抽油井机采系统效率的做法及效果

提高抽油井机采系统效率的做法及效果

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薛世君

(中石化胜利油田分公司纯梁采油厂,山东博兴　256504)

摘　要:通滨管理区主要管理着纯62、纯107、纯111区块及外围的纯64-3和F158等9口偏远井。目前,管理区油井开井54口,日油能力80t/d,综合含水64%。通过提高机采系统效率方案的实施,系统效率从2008年12月的19.1%,提升到2010年12月的29.8%

关键词:机采系统效率

中图分类号:T E355.5 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)04—0151—041　机采井系统效率现状分析

通滨管理区主要管理着纯62、纯107、纯111区块及外围的纯64-3和F158等9口偏远井。全区含油面积12.3km 2,地质储量844万吨。所有区块属于典型的高压低渗透油藏,储层物性差,油井普遍低产低液。目前。管理区油井总数66口,油井开井54口,日油能力80t/d,综合含水64%。对管理区2008年所管辖的抽油井进行了地面、井筒分因素的调查摸底工作,共统计了52口井,平均机采系统效率为19.1%。

2　机采井系统效率影响因素分析

将地面的电能传递给井下液体,从而举升井下液体。整个系统工作时,就是一个能量不断传递和转化的过程。在能量的每一次传递时都将损失一定的能量。从地面供入系统的能量扣除系统的各种损失以后,就是系统所给液体的有效能量。将液体举升至地面的有效做功能量与系统输入能量之比为抽油机系统效率。

显然不论是节约能量还是提高经济效益,都要求有杆抽油系统具有较高的系统效率。

有杆抽油系统的效率与油井本身的条件有密切的关系。在油井条件一定的情况下,则主要有以下三种因素的影响。2.1　技术装备

技术装备对系统效率有一定的影响。要想提高系统效率,就应采用较先进的、节能型的技术装备,如特殊形状的抽油机(前置式抽油机、异型抽油机等)、适应抽油机变工况的拖动装置、降低抽油杆摩

擦的导向器和高效的抽油泵等。2.2　机、泵、杆设计

一般来讲,在保证泵的吸入情况下,应尽量减少

下泵深度,同时,在保证产量的前提下,为了降低能耗,应注意选择较大泵径,增加冲程并降低冲次。抽吸参数(s 、n 、D),特别是冲次(n)对有杆抽油系统效率有明显影响,要想提高其运行效率,必须对抽吸参数进行优选。2.3　管理工作

管理工作水平,例如抽油机的平衡率、驴头与井口的对中情况、井口密封盘根的上紧程度、传动皮带的张紧程度等都会影响有杆抽油系统效率。

从以上可以看出系统效率反映了机采井的节能与经济效益,而且也综合地反映了油田的技术装置、技术管理水平。3　系统效率计算3.1　定义

3.1.1　有杆抽油系统

包括原动机、抽油机、抽油杆、抽油泵、井下管柱和井口装置以及油层供液系统。

3.1.2　抽油机的输入功率(P 入)

拖动抽油机的电动机的输入功率为抽油机的输入功率。

3.1.3　抽油机的光杆功率(P 光)

光杆提升液体和克服井下各种阻力所消耗的功率为抽油机的光杆功率。

3.1.4　抽油机系统的有效功率(P 水)

在一定的扬程下,将一定排量的井下液体提升

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　2012年第4期 内蒙古石油化工

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收稿日期3

作者简介薛世君(6),男,陕西礼泉人,就职于中石化胜利油田分公司纯梁采油厂,工程师。

:2012-01-1:194-

到地面所需要的功率叫有效功率,也叫水功率。3.1.5　有杆抽油泵系统效率

抽油机的有效功率与输入功率的比值为抽油机井的系统效率。

G =P 水/P 入*100%3.2　效率分解

根据抽油机系统工作的特点,要将抽油机系统的效率分为两部分,即地面效率和井下效率。以光杆悬绳器为界,悬绳器以上的机械传动效率和电机运行效率的乘积为地面效率;悬绳器以下到抽油泵,再由抽油泵到井口(包括回压)的效率为井下效率,即:

G

=P 水/P 入=(P 水/P 光)*(P 光/P 入)=G 地*G 井地面部分的能量损失发生在电动机、皮带和减速箱、四连杆机构中,因此:G

地=P 光/P 入=K *G 1*G 2*G 3式中K-有效载荷系数;G 1-电动机效率;G 2-皮带和减速箱效率;G 3-四连杆机构效率。

G 1=P 2/P 1;G 2=P 3/P 2;G 3=P 4/P 3

式中:P 1-电动机输入功率,即P 入,kw ;P 2-电动机输出功率,kw ;P 3-减速箱输出功率,kw;P 4-光杆功率,即P 光,kw 。

井下部分的能量损失在盘根盒、抽油杆、抽油泵

管柱中,因此:

G 井=P 水/P 光=G 4*G 5*G 6*G 7

式中:G 4-盘根盒效率;G 5-抽油杆效率;G 6-抽油泵效率;G 7-管柱效率。

G 4=P 5/P 4;G 5=P 6/P 5;G 6=P 7/P 6;G 7=P 8/P 7式中:P 5-光杆经盘根盒后传给抽油杆的功率,kw;P 6-抽油泵的输入功率;P 7-抽油泵的输出功率,kw ;P 8-有杆抽油系统的有效功率,即P 水,kw 。

G =G 地*G 井=K*G 1*G 2*G 3*G 4*G 5*G 6*G 7

4　提高机采井系统效率方案

油藏、井筒、地面相统一原则:充分考虑区块的供液情况、产出液类型、井筒状况以及地面配套设施,制定整体优化方案。

效益最大化原则:在产量不降、免修期延长的情况下,实现机采井效益最大。

最佳参数、管柱设计匹配原则:包括长冲程、低冲次的参数设计原则和偏磨井、高油气比井的管柱匹配设计原则。4.1　电机部分

4.1.1　认真解决“大马拉小车”问题。

匹配电机功率越大,负载率越低

电机经济负载率的确定

石油大学白连平教授通过现场实验测试数据所做的电机负载率与效率的关系曲线。当电机负载率低于20%时,随着负载率的提高,电机运行效率上升幅度较大,当电机负载率高于20%时,随着负载率的提高,电机运行效率上升缓慢,当电机负载率高于40%时,随着负载率的提高,电机运行效率基本稳定在90%。

根据抽油机电机的运行工况特点,确定20%为抽油机电机经济运行负载率。

　为了对现场的换电机工作进行指导,通过试验、摸索,总结出选择抽油机电机的光杆功率法,即根据光杆功率合理选择抽油机电机额定功率,对负

载率低的电机进行“大调小”,可以达到提高抽油机电机负载率,实现节能的目的。

光杆功率与电机功率对应表

光杆功率(kw)小于22-66-1010-12电机功率(kw)

18

22

30

37

P=(F ma x -F m in )*s*n*1000/59976

P -光杆功率,kw

F m ax -实测最大负载,kN F 实测最小负载,N

光杆冲程,冲次,结论确定了抽油机电机经济负载率%。

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内蒙古石油化工 2012年第4期　

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