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摘要:应用抽油机井生产系统采油的目的是将地面能量通过抽油机—抽油杆—抽油泵传递给井筒中的生产流体将其举升到地面,整个系统的工作过程就是能量不断传递与转化的过程,而在能量传递和转化的每一环节均会产生能量损失。从地面供入系统提供的能量扣除系统中的各种损失,就是系统给井筒流体的有效能量,其与系统输入能量之比即为抽油机井的系统效率。
关键词:抽油机井;系统效率;有效对策
油井系统效率是反映抽油机井工况的重要指标,其影响因素多,提高机采系统效率,必须对抽油机拖动系统,抽油杆、抽油泵以及配套技术进行研究和开发工作,因此优化设计软件在提高系统效率的工作中是必不可缺的。通过开展机采系统效率参数优化工作,综合节能技术引进和应用,以及对抽油机井的科学管理等,能够有效提高抽油机系统效率,实现节能降耗的目的。
1目标提出
对采油厂2011—2015年抽油机井系统效率进行了调查,结合抽油机节点分析理论,分析采油厂系统效率提升潜力。
抽油机能耗节点分析:抽油机井系统效率总体分为地面效率和井下效率两部分,悬绳器以上包括电动机、皮带、减速箱及四连杆机构4个能耗节点;悬绳器以下包括盘根盒、抽油杆、抽油泵和井下管柱等4个能耗节点。
2影响因素分析
2.1曲柄平衡能耗高
曲柄平衡是将平衡块加在曲柄上,工作时,由悬点载荷和平衡重在曲柄轴(减速器输出轴)上造成的扭矩与电动机输给曲柄轴的扭矩相平衡。截止到2015年底,采油厂2956口抽油机井采用曲柄平衡的井1959口,占总井数的66.27%,统计曲柄平衡抽油机井平均系统效率25.66%,相比复合平衡抽油机井,系统效率低8.1%。
2.2皮带打滑
抽油机井皮带是传输动力的重要环节,皮带打滑与皮带和皮带轮接触面积、皮带松紧度2个因素有关,抽油机皮带打滑直接影响皮带使用寿命、耗电量、系统效率。
2015年采油厂皮带平均使用天数102天。通过对系统效率低于20%的井进行现场检查,其中85口井皮带打滑,這些井皮带平均使用寿命79天,低于全厂平均水平。通过对这些井进行测试,皮带平均传动效率88.81%,平均系统效率25%。皮带打滑使得抽油机井的传动效率变低,能耗提高,影响系统效率。
2.3电动机匹配不合理
通过对采油厂系统效率低于20%的井963口井电动机匹配情况进行调查,其中功率利用率低于15%或高于50%的井314口井,通过分析匹配不合理井共计198口井,其中电动机型号偏大83口井,型号偏小115口井。
针对匹配不合理的198口井进行现场测试,通过测试得出电动机型号偏大抽油机井平均系统效率17.52%、偏小抽油机井平均系统效率15.47%,低于全厂平均水平。
3.强化技术管理
1、实施动态管理,优化参数运行,提高单井系统效率
由于油井生产的动态化,参数管理成为重要,及时合理的调整,不仅改善泵况,对提高油井系统效率也起到了很大的作用。根据油井生产数据动态变化,及时地进行参数调整,但无论上调参还是下调参,必须遵循合理沉没度的规律,也就是说,在通过提高泵效,提高系统效率的方式上,参数和泵效并非性关系,随着有效扬程的增加,泵效增加的趋势逐渐变缓,直到达到最大。合理沉没度的确定一般定为300-400米,单井合理举升高度可由公式进行计算。
2、优化作业井方案设计
优化方案设计,不仅可以有效延长油井的泵周期,同时通过设计过程中的方案调整,还可以有效提高油井的系统效率。近几年来,加大了检泵井的方案优化力度,换泵同步实施和优先泵挂深度。防护措施上也相应地采取油管锚定和低沉没度井热洗质量,跟踪措施井措施后生产情况,效果明显,减少一次性投入,延长油井检泵周期的同时,油井的系统效率也有所增加。
(1)检抽泵井。通过加强方案设计管理,实施检换泵同步施工35口井,其中检换小泵15口井,检换大泵20口井,通过方案设计过程中合理的参数调整,措施效果明显,系统效率也有所增加。资料对比35口井,单井产液时上升17.8吨,举升高度增加了111.2米。系统效率上升了8.21个百分点。检换小泵井,单井产液量上升3.6吨,举升高度下降了102.3米,系统效率上升了1.98个百分点,吨液百米耗电减少0.369千瓦时。
(2)优化泵挂。优选泵挂深度不仅改善泵的工况,同时也改善了抽油机驴头悬点受力情况,特别是上提泵挂井,节电效果明显。针对含水相对较高的井上提泵挂9口井,对比9口井,举升高度增加了201.3米,吨液百米耗电减少0.33千瓦时,系统效率上升2.11个百分点,节电率为33.12%(3)油管锚定井。方案采取油管锚定,主要是改善管柱受力情况,防止管柱断脱,但一定程度上,油管锚定以后,也相应减少了光标的冲程损失,提高泵效,25口油管锚定井,单井产液量上升1.3吨,举升高度减少110米,吨液百米耗电减少0.11千瓦时,系统效率上升2.01%,节电率为10.63%。
3、生产管理
(1)强化抽油机井的热洗管理、提高洗井质量。在低系统效率的原因分析中,蜡影响造成的低值系统效率,也存在一定比例。在提高洗井质量,强化培训,完善考核机制的同时,对比2012年21口系统效率较低的井,功图分析蜡因素影响不再存在,系统效率有所提高。通过加强低沉没度井热洗质量,在单井产液量上升的同时,有效举升高度增加333.67米,吨液百米耗电减少0.197千瓦时,系统效率上升3.3%。
(2)强化异常井管理,对低增油井结合注采关系,计划实施检泵作业。2011-2012年,实施低增油井检泵21井次,使漏失造成油井系统效率低的原因,降到最低程度。
(3)及时进行抽油机平衡调整,保持较高平衡度。由于平衡管理工作的加强,2012年我区抽油井平衡率由78.3%上升至目前的84.3%。实验表明,抽油机井平衡率在85%-95%之间电机实际消耗功率最低,在其参数不变的情况下,系统效率最高。所以,抽油机井平衡运转非常重要。
结论
1、建立低效井分类原因档案,配套相应整治措施制定实施计划。
2、月度结合单井产液量、沉没度、功图情况,进行抽汲参数合理性分析,制定下步调参计划,及时合理调整参数。
3、优化检换泵井方案设计,科学地进行泵径、泵挂、杆柱匹配调整。结合油井正常生产管理中的难点,合理配制下新工艺,对管、杆出现问题的井,加大油管锚定措施。
4、对低沉没度,低产井实施洗井后功图复测制度,对洗井不彻底井,重复洗井,避免蜡卡。
5、对漏失井建立漏失量跟踪制度,及时实施检泵,有效降低漏失井对系统效率的影响。
参考文献:
[1]徐秀芬。柔性连续抽油杆提捞式抽油机系统效率研究[J].石油矿场机械,2011(1):21-22.
[2]呼闯。浅谈高集油田抽油机系统效率现状[J].内江科技,2011(4):151.
关键词:抽油机井;系统效率;有效对策
油井系统效率是反映抽油机井工况的重要指标,其影响因素多,提高机采系统效率,必须对抽油机拖动系统,抽油杆、抽油泵以及配套技术进行研究和开发工作,因此优化设计软件在提高系统效率的工作中是必不可缺的。通过开展机采系统效率参数优化工作,综合节能技术引进和应用,以及对抽油机井的科学管理等,能够有效提高抽油机系统效率,实现节能降耗的目的。
1目标提出
对采油厂2011—2015年抽油机井系统效率进行了调查,结合抽油机节点分析理论,分析采油厂系统效率提升潜力。
抽油机能耗节点分析:抽油机井系统效率总体分为地面效率和井下效率两部分,悬绳器以上包括电动机、皮带、减速箱及四连杆机构4个能耗节点;悬绳器以下包括盘根盒、抽油杆、抽油泵和井下管柱等4个能耗节点。
2影响因素分析
2.1曲柄平衡能耗高
曲柄平衡是将平衡块加在曲柄上,工作时,由悬点载荷和平衡重在曲柄轴(减速器输出轴)上造成的扭矩与电动机输给曲柄轴的扭矩相平衡。截止到2015年底,采油厂2956口抽油机井采用曲柄平衡的井1959口,占总井数的66.27%,统计曲柄平衡抽油机井平均系统效率25.66%,相比复合平衡抽油机井,系统效率低8.1%。
2.2皮带打滑
抽油机井皮带是传输动力的重要环节,皮带打滑与皮带和皮带轮接触面积、皮带松紧度2个因素有关,抽油机皮带打滑直接影响皮带使用寿命、耗电量、系统效率。
2015年采油厂皮带平均使用天数102天。通过对系统效率低于20%的井进行现场检查,其中85口井皮带打滑,這些井皮带平均使用寿命79天,低于全厂平均水平。通过对这些井进行测试,皮带平均传动效率88.81%,平均系统效率25%。皮带打滑使得抽油机井的传动效率变低,能耗提高,影响系统效率。
2.3电动机匹配不合理
通过对采油厂系统效率低于20%的井963口井电动机匹配情况进行调查,其中功率利用率低于15%或高于50%的井314口井,通过分析匹配不合理井共计198口井,其中电动机型号偏大83口井,型号偏小115口井。
针对匹配不合理的198口井进行现场测试,通过测试得出电动机型号偏大抽油机井平均系统效率17.52%、偏小抽油机井平均系统效率15.47%,低于全厂平均水平。
3.强化技术管理
1、实施动态管理,优化参数运行,提高单井系统效率
由于油井生产的动态化,参数管理成为重要,及时合理的调整,不仅改善泵况,对提高油井系统效率也起到了很大的作用。根据油井生产数据动态变化,及时地进行参数调整,但无论上调参还是下调参,必须遵循合理沉没度的规律,也就是说,在通过提高泵效,提高系统效率的方式上,参数和泵效并非性关系,随着有效扬程的增加,泵效增加的趋势逐渐变缓,直到达到最大。合理沉没度的确定一般定为300-400米,单井合理举升高度可由公式进行计算。
2、优化作业井方案设计
优化方案设计,不仅可以有效延长油井的泵周期,同时通过设计过程中的方案调整,还可以有效提高油井的系统效率。近几年来,加大了检泵井的方案优化力度,换泵同步实施和优先泵挂深度。防护措施上也相应地采取油管锚定和低沉没度井热洗质量,跟踪措施井措施后生产情况,效果明显,减少一次性投入,延长油井检泵周期的同时,油井的系统效率也有所增加。
(1)检抽泵井。通过加强方案设计管理,实施检换泵同步施工35口井,其中检换小泵15口井,检换大泵20口井,通过方案设计过程中合理的参数调整,措施效果明显,系统效率也有所增加。资料对比35口井,单井产液时上升17.8吨,举升高度增加了111.2米。系统效率上升了8.21个百分点。检换小泵井,单井产液量上升3.6吨,举升高度下降了102.3米,系统效率上升了1.98个百分点,吨液百米耗电减少0.369千瓦时。
(2)优化泵挂。优选泵挂深度不仅改善泵的工况,同时也改善了抽油机驴头悬点受力情况,特别是上提泵挂井,节电效果明显。针对含水相对较高的井上提泵挂9口井,对比9口井,举升高度增加了201.3米,吨液百米耗电减少0.33千瓦时,系统效率上升2.11个百分点,节电率为33.12%(3)油管锚定井。方案采取油管锚定,主要是改善管柱受力情况,防止管柱断脱,但一定程度上,油管锚定以后,也相应减少了光标的冲程损失,提高泵效,25口油管锚定井,单井产液量上升1.3吨,举升高度减少110米,吨液百米耗电减少0.11千瓦时,系统效率上升2.01%,节电率为10.63%。
3、生产管理
(1)强化抽油机井的热洗管理、提高洗井质量。在低系统效率的原因分析中,蜡影响造成的低值系统效率,也存在一定比例。在提高洗井质量,强化培训,完善考核机制的同时,对比2012年21口系统效率较低的井,功图分析蜡因素影响不再存在,系统效率有所提高。通过加强低沉没度井热洗质量,在单井产液量上升的同时,有效举升高度增加333.67米,吨液百米耗电减少0.197千瓦时,系统效率上升3.3%。
(2)强化异常井管理,对低增油井结合注采关系,计划实施检泵作业。2011-2012年,实施低增油井检泵21井次,使漏失造成油井系统效率低的原因,降到最低程度。
(3)及时进行抽油机平衡调整,保持较高平衡度。由于平衡管理工作的加强,2012年我区抽油井平衡率由78.3%上升至目前的84.3%。实验表明,抽油机井平衡率在85%-95%之间电机实际消耗功率最低,在其参数不变的情况下,系统效率最高。所以,抽油机井平衡运转非常重要。
结论
1、建立低效井分类原因档案,配套相应整治措施制定实施计划。
2、月度结合单井产液量、沉没度、功图情况,进行抽汲参数合理性分析,制定下步调参计划,及时合理调整参数。
3、优化检换泵井方案设计,科学地进行泵径、泵挂、杆柱匹配调整。结合油井正常生产管理中的难点,合理配制下新工艺,对管、杆出现问题的井,加大油管锚定措施。
4、对低沉没度,低产井实施洗井后功图复测制度,对洗井不彻底井,重复洗井,避免蜡卡。
5、对漏失井建立漏失量跟踪制度,及时实施检泵,有效降低漏失井对系统效率的影响。
参考文献:
[1]徐秀芬。柔性连续抽油杆提捞式抽油机系统效率研究[J].石油矿场机械,2011(1):21-22.
[2]呼闯。浅谈高集油田抽油机系统效率现状[J].内江科技,2011(4):151.