油田機采井節能降耗分析

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摘要：由于低滲透油田機械采油系統能源消耗量較大且效率不高，導致節能措施針對性嚴重缺失，實際的應用效果不明顯。站在能耗節點角度對低滲透油田機采井節能降耗配套技術的應用十分關鍵，以期為低滲透油田的開發提供必要的保障。

關鍵詞：低滲透油田；機采井；節能降耗；配套技術；應用分析

在長期實踐發展過程中，機械采油方式更具多樣化特征，而且不同采油方式的特點與適應性也存在較大的差異。以大慶油田采油八廠為例，其隸屬外圍低滲透油田，將節能降耗配套技術應用在機采井中，對抽油機性能改善與節能降耗方法展開深入分析，以供參考。

1影響低滲透油田機采井能耗的相關因素闡釋

1.1地面。現階段，我國最常使用的抽油機主要是游梁式抽油機，而電動機系列為Y系列。但是，在抽油機實際運轉的過程中，負荷交變載荷特征十分突出，所以必須要保證驅動電機選擇的時候預留充足裕度，進而與啟動抽油機需求相適應。這樣一來，大馬拉小車的問題就始終存在，影響負載率且損耗大量功率，嚴重制約了機采系統能耗的降低，誘發極大的能源浪費問題[1]。大慶油田內有70%抽油機井的運行功率在裝機功率中占據40%比重，但是采油八廠的電機，其平均負載幾率只有29.5%。一旦處于低負載率的狀態，電機效率與功率因數就會隨之降低，對抽油機系統的能源消耗帶來不利的影響。為此，必須要在抽油機負載波動條件下，有效規避反發電現象的發生，并且將功率因數合理地控制在0.5-0.7范圍內。1.2井下。管柱結構與桿對于桿耗能影響都是井下影響因素的主要內容，同時也體現在光桿與盤根盒間磨組影響等多個方面。第一，桿損失功率集中表現為滑動損失功率與黏滯損失功率。在泵掛深度不斷減小的情況下，使得沖次與沖程隨之降低，使得抽油桿桿徑和材質組合效果進一步優化。這樣一來，就能夠降低黏滯與滑動的功率損耗，以保證抽油桿效率得以全面提升。第二，在油井抽汲的時候，會受到液柱載荷的影響，導致抽油桿柱與油管柱出現伸縮變形的情況，致使沖程損失不斷增加。如果沖程的損失增加，那么產量損失也會隨之增加，影響泵效。第三，盤根盒的作用就是密封，一旦密封程度過緊，就會導致光桿在上下行程當中的磨阻不斷提高，使得驢頭懸點的負荷發生明顯的改變。而要想對這一負荷變化加以克服，必然會增加電機的功耗。1.3設計與管理。在理論層面，當地層的能量特定的情況下，生產參數不大，與最大效能原則嚴重違背。若生產參數相對較大，泵效偏低，就會不斷增加無功損耗量。與此同時，伴隨開采時間與井況的改變，抽油機井平衡狀態也必然變化。其中，對抽油機井系統效率產生影響最大的因素就是平衡度。確保平衡的有效性也是降低抽油機井能源消耗的主要方式[2]。為此，對全新平衡方式的研究，確保隨動平衡，即可保證抽油機井在實際運轉的過程中，其平衡狀態伴隨負載改變而自動調整，實現節能的最終目標。

2低滲透油田機采井節能降耗配套技術應用路徑

2.1地面措施。（1）生產管理改進如果將平衡塊調至頭也無法保證平衡的機井，應借助在線調平衡系統。具體指的就是將能夠前后移動的配重滑塊安裝在抽油機的游梁部位，并且使用遙控器實現對推桿的推動，在操作的基礎上，達到調平衡的目標。在現場中試驗井有兩個，其有功節電率為15%。較之于傳統的技術，無需停機即可進行平衡調整，使得勞動強度得以下降，不斷優化安全性與可靠性。另外，要積極進行盤根盒的松緊度試驗，通過對扭矩扳手的利用，保證盤根盒的松緊程度得以量化。（2）大馬拉小車問題的解決一方面，應用無刷直流電機。要想保證裝機容量的下降，并且與抽油機井舉升的工況相適應，不斷優化泵效與系統的效率，可以將無刷直流電機應用于其中。此電機的啟動屬于軟啟動，可以結合負載對輸出轉矩與功率進行自動化地調節，盡量增強節能的效果。另一方面，應用伺服電機。由于低滲透油田的產液量不高且沉沒度偏低，所以要想實現節能降耗的目標，最關鍵的就是合理地調整參數。然而，普通的電機能耗較高，且調速難度較大，加之功率因數不高，所以只能夠借助皮帶輪進行速度的調整。而對伺服電機的應用，即可對電機轉動速度與輸出扭矩進行實時調整與控制，以保證抽油機啟動的平滑性，確保其運行能耗處于最優狀態，使得驅動特性和機械負載特性吻合。2.2井下措施。在開展舉升系統作業的過程中，會出現較大的沖程損失，且能源消耗量較大，特別是抽油桿反復的運動，其消耗與地面設備能耗在總能耗中占比達到80%。越是產液量不高的機井，此部分能耗就會越多。為此，在此廠中引入了電潛柱塞抽油泵無桿舉升工藝，實現了單井噸液耗電量的下降目標[3]。2.3調整抽汲參數。對設備運行狀況加以改善的主要方式就是優化抽汲參數，以確保機采井能耗不斷下降，具有較高的經濟性特征。其中，可以借助合理流壓理論，結合實際的生產動態改變，有效地調整參數。首先，如果機井的供液不充足，則要將低轉速電機安裝其中，并采用相應的措施，確保沉沒度的合理性，實現系統效率的全面提升。其次，如果機井的供液能力較強，即可將泵掛上提，使得舉升的載荷量下降。最后，針對供采關系平衡井，則要在確保產量的同時，借助諸多優化方式，使得交變載荷下降，進而達到舉升能耗減少的目標。

3結束語

綜上所述，影響低滲透油田抽油機井系統效率不高但能源消耗量較高的因素諸多，為此，要想達到節能降耗的目標，就一定要對相應的影響因素展開系統化探究，以保證抽油機系統效率全面提升。根據以上研究結果表明，合理采用節能降耗配套技術能夠更好地實現低滲透油田機采井能耗下降的目標。

參考文獻

[1]盧成國,楊紅艷,王秋實,等.低滲透油田機采井節能降耗配套技術應用[J].中外能源,2011,16(9):94-98.

[2]韓二濤,黃偉,甘慶明,等.低滲透油田抽油機井系統效率及評價指標[J].石油礦場機械,2012,41(8):69-72.

[3]原國軍.低滲透油田機采系統效率影響因素及提高措施研究[J].長江大學學報(自科版)石油/農學中旬刊,2014(9):93-95.

作者:張剛 單位:大慶油田海拉爾石油勘探開發指揮部