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[摘 要]抽油机井的系统效率是抽油机井能源利用水平的重要经济技术指标。本文从抽油机井供排关系方面分析了影响系统效率的主要因素,通过应用节能减速装置、电泵转抽等措施提高了抽油机井系统效率,对今后提高系统效率实现节能降耗具有较好的作用。
[关键词]抽油机;系统效率;沉没度;治理对策
中图分类号:TE933 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)39-0001-01
前言
抽油机井的系统效率是抽油机井能源利用水平的重要经验技术指标。对以抽油机井为主要生产方式的油田而言,实现降本增效的一个重要的途径就是提高抽油机井的系统效率。国内外研究资料表明:抽油机井系统效率的理论上限为49%,理论下限41%。通过应用节能减速装置、电泵转抽、参数优化,合理沉没度等措施提高了抽油机井的系统效率。对采油厂节能降耗具有一定的指导价值。
1 影响抽油机井系统效率的因素分析
1.1 高沉没度造成抽油机井系统效率低
对于供液能力充足的井,如果参数过低,会造成油井沉没度高、生产压差小,动液面上升,影响产液。2012年对孤岛油田15口沉没度超过400m的抽油井进行了测试,平均系统效率为35.4%,其中12口井采取了提液措施,平均系统效率则达到了44.6%。因此,无论从挖潜增油还是从提高系统效率的角度讲,高沉没度井实施有效提液都很有必要。
1.2 供液不足造成系统效率低
供液不足是指油井抽汲参数过高、泵径偏大、泵挂较浅或采油方式欠合理。抽油井供液不足生产时,沉没度相对较低,深井泵沉没压力过小,造成泵的充满系数过低,泵效降低。泵效的降低直接导致系统有效功率降低,参数过高导致系统能耗增加,这些都会降低抽油井系统效率。供液不足井主要原因表现在以下方面:
1.2.1 机型过大
机型过大,部分井由于产量预测偏高或产量递减速度快,出现“大马拉小车”的现象,使设备使用效率降低。因为机型越大,其内部结构越大,相应的轴承损失、齿轮损失以及组件变形损失也越大。在低产量井上,产液量与机型不匹配,会造成过多能量浪费。
1.2.2 冲次过高
一些由于产量递减快,泵径小,或者是由于动力设备性能的限制不能满足下调要求,造成冲次过高。在相同液量及扬程条件下,冲次过高,系统能耗就会增加,因为冲次增高杆柱的摩擦载荷、振动载荷,设备的机械损耗都会增加,引起系统效率的降低。
1.2.3 供液不足
油层埋藏深,深抽力度小,这些井表现为泵径大、泵深浅,造成供液不足,使抽油井产能得不到充分发挥,有效扬程小,系统效率低。深抽工艺由于受抽油机悬点负荷和抽油杆强度的制约,下泵深度受到一定的限制,难以满足合理沉没度需要。
1.2.4 采油方式不合理
采油方式不合理造成能耗高,系统效率低。一些区块电泵井由于供液不足,造成产量下降。过测试8口电泵井平均系统效率仅为9.1%。
1.2.5 电机转速高
普通电机转速高,不能满足供液不足井不调冲次要求,导致系统能耗高。一些抽油井供液不足而仍然维持高冲次生产,造成井系统能耗高,系统效率低。
2 提高抽油机井系统效率的技术对策
2.1 对供液不足井,提高系统效率
供液不足井一般为参数过高造成,通过利用合理沉没度设计技术对抽油井的生产参数进行优化,选择出最佳方案,通过降低参数减少地面、井筒损耗,达到提高系统效率的目的,根据抽油井产能、井筒及地面条件、地层因素主要采取了下调冲次机型优化、采油方式优化、合理深抽措施。
2.1.1 下调冲次优化参数
供液不足井一般为天然能量开采或注水不见效井,生产到一定期限后动液面相对检定,在冲程不变时,冲次越高系统效率越低,能耗越高。通过完善抽油机井冲次优化技术,平均系统效率可提高6.1%以上。利用四化功图平台,及时跟踪单井电流、功率变化情况,从节能降耗,提高平衡度入手,对18井实施调平衡,既保证了抽油机的正常运转,又节约了电量。
2.1.2 节能调速装置
在抽油机的电机和变速箱之间安装一个减速装置,通过加大传动比,降低中间传动皮带轮的运行速度,实现减速,进一步降低抽油机的冲次,使抽油机的电机物人功率降低,实现节能功效。系统效率提高3.7%,收到明显效果,超严重供液不足井通过大幅度下调冲次,对延长检泵周期非常有利。
2.1.3 加强皮带管理,减少消耗量,延长使用周期,提高开井时率
对于井距远,烧皮带频繁的油井,我支部组织更换便携式滑轨71井次,更换滑轨后,极大减少了工作量,减少了停井时间。通过电机快速滑轨的使用,增加了皮带更换工作的安全性与可操作性,将单井更换皮带的时间有效地控制在10分钟以内,提高了油井生产时率,有效降低了皮带费用支出。
2.1.4 采油方式优化
电泵井供液能力与潜油电泵的排量、扬程不匹配,导致潜油电泵长期在小排量下工作,使电泵运行效率低。还有一部分井频繁欠载,生产时率低,检泵周期短,此时仍采用电泵采油方式生产,综合效益较差。因此,对产液量低于60t的油井考虑用大泵深抽代替小排量电泵。
2.1.5 泵径、泵深优化,加大深抽力度
随着泵深的增加,油井载荷增大,冲程损失增加,系统的井筒损耗将不断增加但由于部分油井油层埋藏深,液面深,通过合理增加泵深可以满足沉没度要求,达到提高泵效,增加有效功率的要求。合理深抽,有效功率增加幅度较大,也可以达到提高系统效率的目的,节能深抽需要解决两个问题:
(1)油井深抽力度大时,冲程损失对生产的形响较明显,有些井甚至因冲程损失过大达不到提液目的。
(2)减少杆柱冲击载荷,提高杆柱安全性和抽油机平衡度。通过优化杆管泵组合以及应用深抽节能技术完成深抽措施8口井,系统效率提高4.2%。
2.2 确定合理沉没度
如果沉没度过大,就会造成抽油机能耗的增大,造成机采系统效率的降低。我们通过大量现场数据总结发现.一般含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低,沉没度在350m-400m泵效达到最大。稠油井400-500米。针对沉没度不合理的井采取了上提泵挂措施,不仅节省了大量的管杆材,而且在节能降耗延长机采系统效率.偏磨治理,延长检泵周期中也取得很大效益。
3 结论
(1)改善抽油井供排关系,是提高系统效率的首要因素,通过系统科学的研究抽油井产能与抽汲参数的关系,可以做到合理开发,挖掘抽油井生产潜力。
(2)应用节能新设备、新工艺可以一定程度的减少设备损耗,应用节能减速装里、低速电机、节能抽油机均使抽油机井系统效率提高,适用于大幅度下调冲次,现场推广效果良好。
参考文献
[1]赵海英 郭庆云 林军 抽油井系统效率低的原因分析与对策 中国科技博览.2012, (2)
作者简介
李建康,男,1976年2月出生,助理工程師,从事油田采油工作。
[关键词]抽油机;系统效率;沉没度;治理对策
中图分类号:TE933 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)39-0001-01
前言
抽油机井的系统效率是抽油机井能源利用水平的重要经验技术指标。对以抽油机井为主要生产方式的油田而言,实现降本增效的一个重要的途径就是提高抽油机井的系统效率。国内外研究资料表明:抽油机井系统效率的理论上限为49%,理论下限41%。通过应用节能减速装置、电泵转抽、参数优化,合理沉没度等措施提高了抽油机井的系统效率。对采油厂节能降耗具有一定的指导价值。
1 影响抽油机井系统效率的因素分析
1.1 高沉没度造成抽油机井系统效率低
对于供液能力充足的井,如果参数过低,会造成油井沉没度高、生产压差小,动液面上升,影响产液。2012年对孤岛油田15口沉没度超过400m的抽油井进行了测试,平均系统效率为35.4%,其中12口井采取了提液措施,平均系统效率则达到了44.6%。因此,无论从挖潜增油还是从提高系统效率的角度讲,高沉没度井实施有效提液都很有必要。
1.2 供液不足造成系统效率低
供液不足是指油井抽汲参数过高、泵径偏大、泵挂较浅或采油方式欠合理。抽油井供液不足生产时,沉没度相对较低,深井泵沉没压力过小,造成泵的充满系数过低,泵效降低。泵效的降低直接导致系统有效功率降低,参数过高导致系统能耗增加,这些都会降低抽油井系统效率。供液不足井主要原因表现在以下方面:
1.2.1 机型过大
机型过大,部分井由于产量预测偏高或产量递减速度快,出现“大马拉小车”的现象,使设备使用效率降低。因为机型越大,其内部结构越大,相应的轴承损失、齿轮损失以及组件变形损失也越大。在低产量井上,产液量与机型不匹配,会造成过多能量浪费。
1.2.2 冲次过高
一些由于产量递减快,泵径小,或者是由于动力设备性能的限制不能满足下调要求,造成冲次过高。在相同液量及扬程条件下,冲次过高,系统能耗就会增加,因为冲次增高杆柱的摩擦载荷、振动载荷,设备的机械损耗都会增加,引起系统效率的降低。
1.2.3 供液不足
油层埋藏深,深抽力度小,这些井表现为泵径大、泵深浅,造成供液不足,使抽油井产能得不到充分发挥,有效扬程小,系统效率低。深抽工艺由于受抽油机悬点负荷和抽油杆强度的制约,下泵深度受到一定的限制,难以满足合理沉没度需要。
1.2.4 采油方式不合理
采油方式不合理造成能耗高,系统效率低。一些区块电泵井由于供液不足,造成产量下降。过测试8口电泵井平均系统效率仅为9.1%。
1.2.5 电机转速高
普通电机转速高,不能满足供液不足井不调冲次要求,导致系统能耗高。一些抽油井供液不足而仍然维持高冲次生产,造成井系统能耗高,系统效率低。
2 提高抽油机井系统效率的技术对策
2.1 对供液不足井,提高系统效率
供液不足井一般为参数过高造成,通过利用合理沉没度设计技术对抽油井的生产参数进行优化,选择出最佳方案,通过降低参数减少地面、井筒损耗,达到提高系统效率的目的,根据抽油井产能、井筒及地面条件、地层因素主要采取了下调冲次机型优化、采油方式优化、合理深抽措施。
2.1.1 下调冲次优化参数
供液不足井一般为天然能量开采或注水不见效井,生产到一定期限后动液面相对检定,在冲程不变时,冲次越高系统效率越低,能耗越高。通过完善抽油机井冲次优化技术,平均系统效率可提高6.1%以上。利用四化功图平台,及时跟踪单井电流、功率变化情况,从节能降耗,提高平衡度入手,对18井实施调平衡,既保证了抽油机的正常运转,又节约了电量。
2.1.2 节能调速装置
在抽油机的电机和变速箱之间安装一个减速装置,通过加大传动比,降低中间传动皮带轮的运行速度,实现减速,进一步降低抽油机的冲次,使抽油机的电机物人功率降低,实现节能功效。系统效率提高3.7%,收到明显效果,超严重供液不足井通过大幅度下调冲次,对延长检泵周期非常有利。
2.1.3 加强皮带管理,减少消耗量,延长使用周期,提高开井时率
对于井距远,烧皮带频繁的油井,我支部组织更换便携式滑轨71井次,更换滑轨后,极大减少了工作量,减少了停井时间。通过电机快速滑轨的使用,增加了皮带更换工作的安全性与可操作性,将单井更换皮带的时间有效地控制在10分钟以内,提高了油井生产时率,有效降低了皮带费用支出。
2.1.4 采油方式优化
电泵井供液能力与潜油电泵的排量、扬程不匹配,导致潜油电泵长期在小排量下工作,使电泵运行效率低。还有一部分井频繁欠载,生产时率低,检泵周期短,此时仍采用电泵采油方式生产,综合效益较差。因此,对产液量低于60t的油井考虑用大泵深抽代替小排量电泵。
2.1.5 泵径、泵深优化,加大深抽力度
随着泵深的增加,油井载荷增大,冲程损失增加,系统的井筒损耗将不断增加但由于部分油井油层埋藏深,液面深,通过合理增加泵深可以满足沉没度要求,达到提高泵效,增加有效功率的要求。合理深抽,有效功率增加幅度较大,也可以达到提高系统效率的目的,节能深抽需要解决两个问题:
(1)油井深抽力度大时,冲程损失对生产的形响较明显,有些井甚至因冲程损失过大达不到提液目的。
(2)减少杆柱冲击载荷,提高杆柱安全性和抽油机平衡度。通过优化杆管泵组合以及应用深抽节能技术完成深抽措施8口井,系统效率提高4.2%。
2.2 确定合理沉没度
如果沉没度过大,就会造成抽油机能耗的增大,造成机采系统效率的降低。我们通过大量现场数据总结发现.一般含水在90%以上的井,合理的沉没度应保持在200m-250m,含水低于80%的井低,沉没度在350m-400m泵效达到最大。稠油井400-500米。针对沉没度不合理的井采取了上提泵挂措施,不仅节省了大量的管杆材,而且在节能降耗延长机采系统效率.偏磨治理,延长检泵周期中也取得很大效益。
3 结论
(1)改善抽油井供排关系,是提高系统效率的首要因素,通过系统科学的研究抽油井产能与抽汲参数的关系,可以做到合理开发,挖掘抽油井生产潜力。
(2)应用节能新设备、新工艺可以一定程度的减少设备损耗,应用节能减速装里、低速电机、节能抽油机均使抽油机井系统效率提高,适用于大幅度下调冲次,现场推广效果良好。
参考文献
[1]赵海英 郭庆云 林军 抽油井系统效率低的原因分析与对策 中国科技博览.2012, (2)
作者简介
李建康,男,1976年2月出生,助理工程師,从事油田采油工作。