謝芳　（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

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機采井系統(tǒng)效率影響因素及提高系統(tǒng)效率方法

謝芳（大慶油田有限責任公司第七采油廠）

抽油機井系統(tǒng)效率是一項系統(tǒng)工程，涉及采油系統(tǒng)的地面設備、井筒工藝、日常管理等多方面內容。從技術管理和運行參數(shù)兩方面，對影響抽油機井系統(tǒng)效率的各項因素進行了細致分析，并在設備、參數(shù)調整、日常管理等方面制定了調整對策，取得了較好的成效。

抽油機井；系統(tǒng)效率；影響因素

抽油機井系統(tǒng)效率是指抽油系統(tǒng)在一段時間內用于舉升液體所消耗的有用功功率與電動機輸入功率的比值，表達了該抽油機井的總體效益和能量的綜合利用情況。

1　影響因素

抽油機井系統(tǒng)效率影響因素多，管理難度大。運用質量分析法，從系統(tǒng)效率指標完成情況及理論計算，對機采井系統(tǒng)效率影響因素進行了全面剖析，其影響因素主要有以下幾方面。

1.1技術管理

抽油機在運行過程中，技術管理對抽油機的運行參數(shù)、設備匹配等都起到一定的制約作用，因此對系統(tǒng)效率影響很大。

1）機型。由于地下油層的各種情況是動態(tài)變化的過程，機采井實際采液也隨之變化，隨著油田開發(fā)的進一步深入，產液量逐步下降，部分老井機型偏大，影響系統(tǒng)效率（表1）。壓載荷，還傳遞軸向位移、速度和加速度。抽油桿在井下剛度相當?shù)蜁饤U柱的彎曲，使桿柱與油管柱產生接觸摩擦，加大懸點載荷，隨抽油桿直徑增加，抽油桿重量增加，其懸點載荷增大，系統(tǒng)能耗加大，系統(tǒng)效率下降（表2）。

表2　不同抽油桿組合對系統(tǒng)效率影響

3）功率利用率。目前，油田上普遍以游梁式抽油機為主，由于抽油機負載為周期性變化負載，同時考慮抽油機啟動轉矩及峰值電流等因素，投產時設計電動機往往偏大，產生載荷過低現(xiàn)象，造成電動機運行效率較低。

4）平衡率。當抽油機不平衡時，上沖程中電動機承受著極大的負荷，下沖程中抽油機反而帶著電動機運轉，從而造成功率的浪費，降低電動機的效率和壽命。隨著開采時間和井況的變化，抽油機井的平衡狀態(tài)也隨之變化，抽油機井系統(tǒng)的平衡度對抽油機井的系統(tǒng)效率影響較大。

1.2運行參數(shù)

1） 高沉沒度。隨著舉升高度的增加，系統(tǒng)效率也增加。當下泵深度一定時，隨著舉升高度的增加，而抽油泵的沉沒度逐漸變小，導致抽油泵的排量系數(shù)下降，使抽油泵產量減少，進而影響系統(tǒng)效率的提高。但舉升高度并非越高越好。為了提高系統(tǒng)效率，就必須確定一個合理的舉升高度，即確定合理的沉沒度［1］。

2） 高沖速。從表3中可以看出，高沖速井的系統(tǒng)效率略低于低沖速井的系統(tǒng)效率。高沖速井的有功消耗大，參數(shù)匹配不夠合理。因此，針對這部分井，建議重新匹配抽汲參數(shù)，采取換大泵后降參的方法，在保證產量的前提下降低消耗功率，提高系統(tǒng)效率。

表3　不同沖速對系統(tǒng)效率影響

2　提高機采井系統(tǒng)效率方法

1）開展抽油機井機、桿、泵整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術。提高抽油機井系統(tǒng)效率的首要工作是要弄清地下供液能力，搞好供采協(xié)調和管柱設計，這是抽油機井系統(tǒng)效率的最大影響因素［2］。因此，在確定合理工作參數(shù)的前提下，以降機型、降低電動機輸入功率或機采成本為設計原則，根據(jù)油井動、靜態(tài)參數(shù)，應用優(yōu)化軟件，對桿柱組合、沖程、沖速、泵徑及泵掛等工藝參數(shù)進行優(yōu)化，提高機采井系統(tǒng)效率，降低能耗。

2015年，隨檢泵作業(yè)應用抽油機整體工藝參數(shù)優(yōu)化技術200口井，實施優(yōu)化后，泵徑增大15口井，泵徑減小7口井，沖速降低67口井，沖程調大11口井，應用小功率低速電動機13口井。對比162口井數(shù)據(jù)，平均沖速由7.6 min-1調整為4.8 min-1，平均理論排量由70.9 t/d下降到50.3 t/d，泵效由35.1%提高到55.7%，平均單井產液量增加2.5 t/d，平均單井產油量增加0.2 t/d，平均系統(tǒng)效率由21.06%提高到29.16%，提高了8.1個百分點；綜合節(jié)電率28.78%。

2）提高功率利用率，解決“低、超負荷”問題。針對電動機裝機功率不匹配，2015年開展了電動機功率調整實驗，避免電動機的“低、超負荷”現(xiàn)象。2015年共進行功率調整126口井。調整后，裝機功率由19.56 kW下降到14.69 kW，功率利用率由14.8%上升到23.51%，系統(tǒng)效率由14.42%提高到15.98%，提高了1.56個百分點。

3）調整機采井平衡。保持合理的平衡是抽油機井節(jié)能降耗的有效手段，研究新的平衡方式，實現(xiàn)隨動平衡，使抽油機井運轉過程中的平衡狀態(tài)隨負載的變化而調整，從而達到節(jié)能的目的。2015年，利用各種方法調平衡1241井次，平均平衡率由76.7%提高到92.1%，平均系統(tǒng)效率由13.21%提高到15.62%，提高了2.41個百分點。

4）治理高沖速井。因為高沖速對系統(tǒng)效率有一定的影響。2015年，加大了對高沖速井治理力度，全年對286口井進行高沖速治理，主要是對高沖速、高沉沒度井，及時換大泵；對高沖速、沉沒度穩(wěn)定的井，在保證理論排量基本不變的情況下，隨檢泵作業(yè)放大一級泵，實現(xiàn)低沖速運行。治理后沖速由原來的8.2 min-1下降到5.1 min-1，系統(tǒng)效率由12.61%提高到14.82%，提高了2.21個百分點。

5）治理高沉沒度井。為了提高有桿抽油系統(tǒng)效率，需確定一個合理的舉升高度，即保持一個合理的沉沒度。在取得真實液面的基礎上，通過理論計算并結合現(xiàn)場實踐，對油井的控套壓制度進行細化管理，確保沉沒度在最佳范圍（260～330 m）內，提高抽油機井系統(tǒng)效率。利用舉升高度可以得到動液面，進而計算出沉沒度。因此，采取相應的措施，使沉沒度保持在合理值附近，可使系統(tǒng)效率達到較高水平。

統(tǒng)計2015年12月沉沒度大于或等于300 m的井共有638口，平均系統(tǒng)效率14.45%。若其它生產參數(shù)不變，將沉沒度大于300 m井的平均沉沒度降低100 m進行計算，全廠系統(tǒng)效率將達到16.16%，可提高0.53個百分點。因此，建議針對這部分高沉沒度井，加大提液措施力度，合理匹配抽汲參數(shù)，控制合理沉沒度范圍，提高系統(tǒng)效率。

3　結論與認識

提高系統(tǒng)效率是一項長期、基礎、綜合的工作，對節(jié)約能耗和提高經濟效益有很大好處。從以上分析可以看出，提高系統(tǒng)效率的主要工作是加強管理（技術管理、生產管理）。技術管理包括機桿泵的選擇、地面抽汲參數(shù)的調整、檢泵作業(yè)、調平衡及各種節(jié)能設施的應用；各項生產管理工作的好壞直接影響系統(tǒng)效率的高低。為此，要從加強基礎的管理工作做起，努力提高管理水平及系統(tǒng)效率。

［1］范鳳英.提高抽油機井系統(tǒng)效率技術［M］.北京：石油大學出版社，2002：32-45.

［2］趙玉波.抽油機井提高系統(tǒng)效率方法探討［J］.石油石化節(jié)能，2011（5）：45-47.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.09.017

2016-03-24

（編輯王古月）

謝芳，工程師，2007年畢業(yè)于大慶石油學院（石油工程專業(yè)），從事油田機采井管理等工作，E-mail：cy7xiefang@petrochina. com.cn，地址：黑龍江省大慶市大同區(qū)第七采油廠工程技術大隊機采室，163517。