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[摘 要]大庆油田机采井数量大、效率低、能耗高，是油田的用电大户，开发机采井节能技术对于建设低碳经济和绿色油田具有重要意义。本文分析了大庆油田机械采油节能技术现状，并对大庆油田机械采油节能技术的发展形势和重点技术攻关方向进行了展望，以供参考借鉴。
[关键词]大庆油田；机械采油；节能技术；现状；展望
中图分类号：TE355.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0362-01
1.引言
大庆油田是中国最大的油田，也是世界大型陆上砂岩油田之一。油田开发50年以来，已累积生产原油近20亿吨，近几年，积极开展机采井节能技术的研发及应用，创新出了多项机采井节能配套技术，包括抽油机井井下提高泵效和地面拖动系统控制的立体节能配套技术已得到普遍应用，自主研发的投资低、能耗低的螺杆泵采油技术已成为大庆油田的第二大机采方式。在能源供应紧张、节能减排形势十分严峻的今天，开发应用机采系统节能减排技术不但有可观的经济效益，还有着重大的社会效益。
2.大庆油田机械采油节能技术现状
2.1常规电机节能再制造技术
目前大庆油田油田在用抽油机井中，共有非节能电机23286台，占电机总数的61.0%，数量较大，全部更换难度很大。为了探索常规电机实施节能改造的有效途径，大庆油田结合自身实际，开展了诸多电机节能改造尝试，见到了明显效果，也积累了一些经验。目前常规电机改造成节能电机主要有以下几种方案：一是将常规电机改造成永磁电机；二是将常规电机改造成双功率电机；三是将常规电机改造成双速双功率电机。由于将常规电机改造成永磁电机费用高，经济性较差，因此，后两种电机改造方案是“十一五”期间节能降耗重要技术改造措施。
2.2螺杆泵井节能配套技术
螺杆泵采油作为一种新兴的人工举升方式，投资少、设备结构简单、操作方便、节能效果明显以及适应性强等特点，能有效降低采油成本，提高采油效益，具有抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受国内外油田重视，在油田高含水期挖潜增效的作用日益凸显。目前地面驱动杆式螺杆泵采油技术已成熟配套，成为继游梁式抽油机和潜油电泵之后的主力人工举升方式，在聚合物驱和三元复合驱中表现出良好的适应性，成为大庆油田三次采油的主要机采方式，目前应用于聚驱、三元驱的螺杆泵井数达到2657口，占到螺杆泵总井数的46.5%。
2.3油管锚定技术
抽油泵抽油时，在上、下冲程中，油管的伸长与缩短，造成了抽油泵的冲程损失，动液面越深，油管的弹性变形越大，冲程损失也越大，泵效越低。另外，载荷的频繁交变加速了油管的疲劳破坏。为此推广应用油管锚定技术，可以控制油管柱伸缩，避免泵筒与套管之间发生相对位移，从而提高泵效，增加产液量，提高抽油机井系统效率。同时能够改善抽油泵工作时的受力状况，减轻杆管磨损，取得了良好的应用效果.
2.4 地面直驱螺杆泵举升工艺
针对常规螺杆泵地面驱动系统传动效率低、防反转机构安全性差等问题，开发了低速大扭矩高效永磁同步电机、实现无级调参的新型地面直驱螺杆泵地面直驱装置。与常规驱动方式相比，螺杆泵地面直驱装置具有节能效果显著、设备运转平稳程度高、现场操作更为简单灵活、系统安全性能提高等突出特点。
从螺杆泵的能耗情况看，普通螺杆泵比抽油机节电20%～23%；直驱螺杆泵又比普通螺杆泵节电16%～17%。从节能的角度考虑，选用直驱螺杆泵应是抽油机转螺杆泵的最佳选择。目前该项技术已经基本成熟配套，并在大庆油田推广应用。
3.大庆油田机械采油节能技术展望
3.1发展形势和任务
3.1.1机械采油能耗压力逐年增大
根据开发安排，为保证大庆油田原油4000万吨持续稳产，未来油田开发和生产建设规模将继续扩大，油田生产能耗控制难度增大。为缓解油田能耗压力，必须大力开发低碳环保举升工艺技术，这是今后油田开发中的一项重要工作。
3.1.2举升系统生产动态日益复杂
随着大庆油田进入高含水开发后期，油田开采呈现多样性：聚驱、三元复合驱、二氧化碳驱等多种开发方式共存，生产井流入动态和采出介质特性将更加复杂，对机采井设备运行势必造成较大影响，因此，机采井节能工作将面临更大的困难。对此，应重点开发对举升介质适应性强、同时更加高效环保的举升工艺技术。
3.1.3油田整体开发需求日益迫切
为了最大程度提高油田综合效益，今后油田的开发将更加强调专业集成，逐渐向跨行业、多学科联合攻关的形式转化，并形成勘探开发一体化的立体开发模式。机采井节能技术的应用也将更多的和油田整体开发方案相结合，突出油田开发的整体效益和长期效益。对此，应重点开发新型举升方式。
3.2 重点技术攻关方向
3.2.1 同井注采工艺技术
该技术通过开展井下油水分离技术研究及应用，将现有的油井举升系统进行改进并与井下油水分离技术相结合，对产出液进行油水分离，含水较高的产出液直接回注到注入层，含水较低的产出液举升至地面，实现同井注采。该工艺的实施，一方面可控制无效产液，减少油井产出水量，有效缓解地面水处理压力，在特高含水条件下油井仍可经济有效开采，延长了油田开发周期，提高油田采收率。另一方面，可替代水井，减少地面注水量，提高注水效率，减少地面油气集输系统建设规模，大幅度降低地面设备能耗和水处理成本。同时还可以增加注水层系及注水井点，为完善注采关系提供有利条件。该工艺技术的研发成功及工业化应用对于整个油田行业将产生深远影响。
3.2.2 数字化举升配套工艺技术
一方面，机采井的分析、设计和工作参数优化等常规管理工作也将从单井逐渐扩展到开发区块的全部机采井；另一方面，机采井的各项措施将与油田开发方案紧密相关，通过智能动态监测、分析和控制等先进数字化技术，对机采井的举升系统进行全方位、全生命周期的动态控制，从而最大程度满足整个区块、乃至全油田的开发生产要求，充分实现机采井的低碳低排放生产，建设绿色油田。
3.2.3 风力发电举升配套技术
大庆油田地处东北平原，具有丰富的风能资源。利用风力发电为机采井提供动力是一项非常有价值的工作，该项技术若能大面积推广将实现机采井节能减排工作的突破性进展。目前在采油六厂已经开展了先导性试验。该技术特别适合于小排量井、间抽井、尤其是边远地区生产井的开采。在国内外多数油田都具有良好的应用前景。
3.2.4 金属定子螺杆泵举升技术
该技术采用金属作为定子，突破了传统橡胶定子螺杆泵的额定工作温度范围，适用于稠油热采举升工艺应用。国外PCM公司在加拿大阿尔伯塔油砂矿开展了现场试验，巴西的稠油生产中也进行了金属螺杆泵现场试验。
3.2.5 潜油隔膜泵举升技术
该举升工艺采用潜油电机带动井下往复隔膜泵生产，特点是无杆柱故障、对于介质适应性强，目前已在俄罗斯部分油田进行规模推广。
4.结束语
近年来，大庆油田加大了科技投入力度和节能措施应用力度，强化生产管理，研制开发了多种机采井节能技术和节能举升工艺技术，并取得了多项技术成果和突破。今后，大庆油田将继续坚决贯彻实施国家节能减排政策，通过自主创新、科学引进等手段大力发展高效节能举升工艺，进一步提高节能减排效果，建设低碳环保绿色油田，为油田可持续发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 李丽.大庆油田采油一厂的节能实践[J].石油与装备， 2009（05）
[2]卢成国，杨红艳，王秋实等.低渗透油田机采井节能降耗配套技术应用[J].中外能源，2011（09）
[3]宋冰.节能降耗技术在机械采油中的应用[J].石油石化节能，2012（02）
[关键词]大庆油田；机械采油；节能技术；现状；展望
中图分类号：TE355.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0362-01
1.引言
大庆油田是中国最大的油田，也是世界大型陆上砂岩油田之一。油田开发50年以来，已累积生产原油近20亿吨，近几年，积极开展机采井节能技术的研发及应用，创新出了多项机采井节能配套技术，包括抽油机井井下提高泵效和地面拖动系统控制的立体节能配套技术已得到普遍应用，自主研发的投资低、能耗低的螺杆泵采油技术已成为大庆油田的第二大机采方式。在能源供应紧张、节能减排形势十分严峻的今天，开发应用机采系统节能减排技术不但有可观的经济效益，还有着重大的社会效益。
2.大庆油田机械采油节能技术现状
2.1常规电机节能再制造技术
目前大庆油田油田在用抽油机井中，共有非节能电机23286台，占电机总数的61.0%，数量较大，全部更换难度很大。为了探索常规电机实施节能改造的有效途径，大庆油田结合自身实际，开展了诸多电机节能改造尝试，见到了明显效果，也积累了一些经验。目前常规电机改造成节能电机主要有以下几种方案：一是将常规电机改造成永磁电机；二是将常规电机改造成双功率电机；三是将常规电机改造成双速双功率电机。由于将常规电机改造成永磁电机费用高，经济性较差，因此，后两种电机改造方案是“十一五”期间节能降耗重要技术改造措施。
2.2螺杆泵井节能配套技术
螺杆泵采油作为一种新兴的人工举升方式，投资少、设备结构简单、操作方便、节能效果明显以及适应性强等特点，能有效降低采油成本，提高采油效益，具有抽油机柱塞泵、潜油电泵、水力活塞泵等机采方式无法比拟的优点而倍受国内外油田重视，在油田高含水期挖潜增效的作用日益凸显。目前地面驱动杆式螺杆泵采油技术已成熟配套，成为继游梁式抽油机和潜油电泵之后的主力人工举升方式，在聚合物驱和三元复合驱中表现出良好的适应性，成为大庆油田三次采油的主要机采方式，目前应用于聚驱、三元驱的螺杆泵井数达到2657口，占到螺杆泵总井数的46.5%。
2.3油管锚定技术
抽油泵抽油时，在上、下冲程中，油管的伸长与缩短，造成了抽油泵的冲程损失，动液面越深，油管的弹性变形越大，冲程损失也越大，泵效越低。另外，载荷的频繁交变加速了油管的疲劳破坏。为此推广应用油管锚定技术，可以控制油管柱伸缩，避免泵筒与套管之间发生相对位移，从而提高泵效，增加产液量，提高抽油机井系统效率。同时能够改善抽油泵工作时的受力状况，减轻杆管磨损，取得了良好的应用效果.
2.4 地面直驱螺杆泵举升工艺
针对常规螺杆泵地面驱动系统传动效率低、防反转机构安全性差等问题，开发了低速大扭矩高效永磁同步电机、实现无级调参的新型地面直驱螺杆泵地面直驱装置。与常规驱动方式相比，螺杆泵地面直驱装置具有节能效果显著、设备运转平稳程度高、现场操作更为简单灵活、系统安全性能提高等突出特点。
从螺杆泵的能耗情况看，普通螺杆泵比抽油机节电20%～23%；直驱螺杆泵又比普通螺杆泵节电16%～17%。从节能的角度考虑，选用直驱螺杆泵应是抽油机转螺杆泵的最佳选择。目前该项技术已经基本成熟配套，并在大庆油田推广应用。
3.大庆油田机械采油节能技术展望
3.1发展形势和任务
3.1.1机械采油能耗压力逐年增大
根据开发安排，为保证大庆油田原油4000万吨持续稳产，未来油田开发和生产建设规模将继续扩大，油田生产能耗控制难度增大。为缓解油田能耗压力，必须大力开发低碳环保举升工艺技术，这是今后油田开发中的一项重要工作。
3.1.2举升系统生产动态日益复杂
随着大庆油田进入高含水开发后期，油田开采呈现多样性：聚驱、三元复合驱、二氧化碳驱等多种开发方式共存，生产井流入动态和采出介质特性将更加复杂，对机采井设备运行势必造成较大影响，因此，机采井节能工作将面临更大的困难。对此，应重点开发对举升介质适应性强、同时更加高效环保的举升工艺技术。
3.1.3油田整体开发需求日益迫切
为了最大程度提高油田综合效益，今后油田的开发将更加强调专业集成，逐渐向跨行业、多学科联合攻关的形式转化，并形成勘探开发一体化的立体开发模式。机采井节能技术的应用也将更多的和油田整体开发方案相结合，突出油田开发的整体效益和长期效益。对此，应重点开发新型举升方式。
3.2 重点技术攻关方向
3.2.1 同井注采工艺技术
该技术通过开展井下油水分离技术研究及应用，将现有的油井举升系统进行改进并与井下油水分离技术相结合，对产出液进行油水分离，含水较高的产出液直接回注到注入层，含水较低的产出液举升至地面，实现同井注采。该工艺的实施，一方面可控制无效产液，减少油井产出水量，有效缓解地面水处理压力，在特高含水条件下油井仍可经济有效开采，延长了油田开发周期，提高油田采收率。另一方面，可替代水井，减少地面注水量，提高注水效率，减少地面油气集输系统建设规模，大幅度降低地面设备能耗和水处理成本。同时还可以增加注水层系及注水井点，为完善注采关系提供有利条件。该工艺技术的研发成功及工业化应用对于整个油田行业将产生深远影响。
3.2.2 数字化举升配套工艺技术
一方面，机采井的分析、设计和工作参数优化等常规管理工作也将从单井逐渐扩展到开发区块的全部机采井；另一方面，机采井的各项措施将与油田开发方案紧密相关，通过智能动态监测、分析和控制等先进数字化技术，对机采井的举升系统进行全方位、全生命周期的动态控制，从而最大程度满足整个区块、乃至全油田的开发生产要求，充分实现机采井的低碳低排放生产，建设绿色油田。
3.2.3 风力发电举升配套技术
大庆油田地处东北平原，具有丰富的风能资源。利用风力发电为机采井提供动力是一项非常有价值的工作，该项技术若能大面积推广将实现机采井节能减排工作的突破性进展。目前在采油六厂已经开展了先导性试验。该技术特别适合于小排量井、间抽井、尤其是边远地区生产井的开采。在国内外多数油田都具有良好的应用前景。
3.2.4 金属定子螺杆泵举升技术
该技术采用金属作为定子，突破了传统橡胶定子螺杆泵的额定工作温度范围，适用于稠油热采举升工艺应用。国外PCM公司在加拿大阿尔伯塔油砂矿开展了现场试验，巴西的稠油生产中也进行了金属螺杆泵现场试验。
3.2.5 潜油隔膜泵举升技术
该举升工艺采用潜油电机带动井下往复隔膜泵生产，特点是无杆柱故障、对于介质适应性强，目前已在俄罗斯部分油田进行规模推广。
4.结束语
近年来，大庆油田加大了科技投入力度和节能措施应用力度，强化生产管理，研制开发了多种机采井节能技术和节能举升工艺技术，并取得了多项技术成果和突破。今后，大庆油田将继续坚决贯彻实施国家节能减排政策，通过自主创新、科学引进等手段大力发展高效节能举升工艺，进一步提高节能减排效果，建设低碳环保绿色油田，为油田可持续发展做出更大的贡献。
参考文献
[1] 李丽.大庆油田采油一厂的节能实践[J].石油与装备， 2009（05）
[2]卢成国，杨红艳，王秋实等.低渗透油田机采井节能降耗配套技术应用[J].中外能源，2011（09）
[3]宋冰.节能降耗技术在机械采油中的应用[J].石油石化节能，2012（02）