论文部分内容阅读
【摘要】随着能源的短缺，各油田对油井机采系统的效率重视度不断提升，本文从影响油井系统效率的地面因素及地下因素进行分析，有针对性地指出了提高机采系统效率的应对措施，以求达到节能增效的目的。
【关键词】机采系统；应对措施
一、影响机采系统效率的主要因素
1、电机负载率对系统效率的影响
在抽油机井正常生产过程中，部分电机功率与抽油机的负荷是否匹配---即电机是否处于“大马拉小车”状态---这将严重影响抽油机系统效率。当电机负载率（电动机有效功率）逐渐下降至某一定临界数值时，将导致电机效率、功率因数急速降低。在经现场测试得到电机输入功率后，通过计算求出抽油机电机的负载率，并根据这个参数来判断电机运行状态是否正常，这是各油田普遍采用且实用的方法。根据油田生产实际，电机工作正常时其电机负载率宜在40%-50%间，如在50%以上，电机就会出现过载现象，应对电机扩容；如低于30%，就会导致电机效率降低，应将装机功率下调。
2、抽油机平衡度对系统效率的影响
在机型已确定的条件下，抽油机的平衡度是影响系统效率的主要参数，它随着抽油机运转时间的改变而变化，正常情况下抽油机的平衡度宜位于85%-105%范围内，如果超出这个范围，就会降低抽油机的工作效率。同时，电机的选型也应参考抽油机的平衡度参数，理论表明，选电机应优先考虑其超载能力和启动特性，当抽油机处于不平衡时，其所搭配的电机装机功率应是平衡时的1-3.3倍，尤其是当平衡度小于85%或大于105%时，属于严重不平衡，装机功率是正常时的3.3倍，这将引起整个机采系统效率的严重低下。
3、油井沉没度与深井泵泵效对系统效率的影响
理论表明，井下抽油泵有效扬程对井口机采系统效率影响很大，对于地层压力大、泵挂深度确定的油井，当沉没度小时，井下泵的有效扬程就会增大，当沉没度大时，井下泵的有效扬程就会降低。为了提高整个机采系统的效率，在泵沉没度一定的情况下，应加大油泵的扬程，即降低井下的液面。影响泵抽吸参数的要素如下：油田区块含水率、地层的地质特点、井下泵的充满系数等。对于地层压力低的油井，其供液能力差，因此根据地层参数，确定油井的产液量，选择适当的泵挂深度，以达到提高井下油泵运行效率的目的，同时合理调整井下油泵系统的运行参数，例如采用小泵、低冲次等措施来降低抽油系统的光杆悬点载荷，通过增加井下系统的润滑、减少无功载荷，以提高系统运行效率。
4、井下结垢、结蜡、盘根过紧、偏磨、原油乳化等对系统效率的影响
油井的结垢、结蜡、盘根过紧、偏磨及原油乳化等现象使抽油机的悬点载荷增加，加重了抽油机油杆的负荷强度，导致机采系统经常出现抽油杆断脱、井口不出液、油管漏失等问题，增加了井下的无功损耗，降低井下了效率。
二、提高油井机采系统效率的应对措施
我厂油井大部分为抽油机机采井，单井产油量较低。由于处在油田开采的中后期，采油液中含水率不断上升，结蜡、结垢现象愈加严重，油井的各项指标及参数不再满足生产的要求，必须根据地质报告及油藏数据分析作出相应的调整，机采系统的全部或部分设备已经无法满足生产的需要，这些都导致机采效率的下降，制约着我厂机采水平的提高。
1、动态调整油井各项生产参数及抽油机平衡度
为提高机采效率、减小偏磨，采用降低冲次，更换小泵等方法；降低冲次可通过缩小皮带轮直径的方式来实现，经过实验该方法具有节能、降低噪音等优点，而更换小泵、加深泵挂至生产段附近，可增加系统的抽汲能力，提高整个系统效率。至2014年上半年，我厂大部分油井已按此方式进行了调参。
结合我厂油藏地质状况，对油井沉没度进行合理优化、调整，增加井下液体的做功深度，这样不仅可大幅提高原油的产量而且有助于提高机采系统的效率。
调平衡是快速提高机采效率的有效措施，而且投资较小。抽油机不平衡是由于其上、下行程的负荷不平衡造成的，通过调整机身上的平衡块，确保平衡度在48%-105%范围内，实现上、下行程电流平衡。
2、应用化学药剂及防偏磨措施
近年来，技术人员经过不断尝试与创新，在采油生产中探索出一套应用化学药剂提高系统效率的措施。按单井日产液总量2/10000比例的破乳剂与50倍水混合，制成均匀水溶液，由油井套管注入套管与井管环空内，与其中的含油乳化液相混合，并经管网进入转油站或集输站储油罐，在此期间含油乳化液得到充分破乳，为实现油水分离创造条件。结垢是由于井下构件及井筒长时间与油井采出液间长期化学反应而形成，易引起卡泵、偏磨、油杆断脱等故障，影响系统效率；因此为预防油井结构，将阻垢剂与破乳剂按1：2比例加入上述水溶液，获得良好的效果。原油中的蜡在采油过程中，由于温度及压力的变化，轻质组份逸出，其溶蜡能力不断下降，蜡析出并聚积在井壁，影响原油的抽汲，可采用定期热洗的方法清除井壁及井下设备上的蜡，除酸效果较好，但具有明显的副作用，尤其是那些地层压力低的油井，如采用热洗，洗井水会出现严重倒灌现象，导致地层的物理性能变差；而采用高分子防蜡剂或表面活性剂等化学防蜡、清蜡可有效防止以上缺陷，且效果良好。造成油杆偏磨的原因很多，主要是井身结构、管柱结构和生产参数等引起的，目前主要有加扶正器、防偏磨接箍、除垢清蜡、地面采用管杆旋转防偏磨装置、油杆尾端加重，油管尾端加重或锚定、更换耐磨油杆等措施，可以有效减缓油杆偏磨，提高机采油井效率[3]。
3、使用低速节能电机
理论上根据抽油机的负荷来选择电机，考虑到实际生产中由于机械原因或生产环境引起的各种额外负荷，选择的电机功率往往较大，处于“大马拉小车”状态。近两年，我厂优选出部分产液量低、泵效低、电机功率高、机采系统效率低的油井进行现场实验，将井口抽油机所配的21kW电机更换为18kW的低速节能电机，获得良好实验效果。根据这些电机实验前后数据对比分析，结果如下：
实验所采用的低速节能电机，有效地降低了油井的冲次，即减少了抽油杆柱的往复运动次数，同时减少了偏磨及油杆柱的惯性载荷，降低了悬点载荷，达到了减小无功损耗，降低电机输入功率，提高机采系统效率的目的。
同时为低速节能电机配备多功能控制柜，含过载保护，断相保护，自动延时开抽和无功补偿等电路，主要能有自动启停、自动保护、节约电能、改善供电电网质量的功能。
三、结论
无论是从井下结构、机械设备还是系统、介质工艺参数来说，机采系统效率往往受到这些因素的综合影响，本文针对我厂生产实际，主要介绍了影响系统效率的几个方面，并提出相应的措施，并通过实验应用，取得了良好的效果，希望对提高我厂机采效率有一定的参考价值。
参考文献
[1]栾庆德，赵继锋.抽油机动力学性能分析及改进[J].大庆石油学院学报，2006年01期.
【关键词】机采系统；应对措施
一、影响机采系统效率的主要因素
1、电机负载率对系统效率的影响
在抽油机井正常生产过程中，部分电机功率与抽油机的负荷是否匹配---即电机是否处于“大马拉小车”状态---这将严重影响抽油机系统效率。当电机负载率（电动机有效功率）逐渐下降至某一定临界数值时，将导致电机效率、功率因数急速降低。在经现场测试得到电机输入功率后，通过计算求出抽油机电机的负载率，并根据这个参数来判断电机运行状态是否正常，这是各油田普遍采用且实用的方法。根据油田生产实际，电机工作正常时其电机负载率宜在40%-50%间，如在50%以上，电机就会出现过载现象，应对电机扩容；如低于30%，就会导致电机效率降低，应将装机功率下调。
2、抽油机平衡度对系统效率的影响
在机型已确定的条件下，抽油机的平衡度是影响系统效率的主要参数，它随着抽油机运转时间的改变而变化，正常情况下抽油机的平衡度宜位于85%-105%范围内，如果超出这个范围，就会降低抽油机的工作效率。同时，电机的选型也应参考抽油机的平衡度参数，理论表明，选电机应优先考虑其超载能力和启动特性，当抽油机处于不平衡时，其所搭配的电机装机功率应是平衡时的1-3.3倍，尤其是当平衡度小于85%或大于105%时，属于严重不平衡，装机功率是正常时的3.3倍，这将引起整个机采系统效率的严重低下。
3、油井沉没度与深井泵泵效对系统效率的影响
理论表明，井下抽油泵有效扬程对井口机采系统效率影响很大，对于地层压力大、泵挂深度确定的油井，当沉没度小时，井下泵的有效扬程就会增大，当沉没度大时，井下泵的有效扬程就会降低。为了提高整个机采系统的效率，在泵沉没度一定的情况下，应加大油泵的扬程，即降低井下的液面。影响泵抽吸参数的要素如下：油田区块含水率、地层的地质特点、井下泵的充满系数等。对于地层压力低的油井，其供液能力差，因此根据地层参数，确定油井的产液量，选择适当的泵挂深度，以达到提高井下油泵运行效率的目的，同时合理调整井下油泵系统的运行参数，例如采用小泵、低冲次等措施来降低抽油系统的光杆悬点载荷，通过增加井下系统的润滑、减少无功载荷，以提高系统运行效率。
4、井下结垢、结蜡、盘根过紧、偏磨、原油乳化等对系统效率的影响
油井的结垢、结蜡、盘根过紧、偏磨及原油乳化等现象使抽油机的悬点载荷增加，加重了抽油机油杆的负荷强度，导致机采系统经常出现抽油杆断脱、井口不出液、油管漏失等问题，增加了井下的无功损耗，降低井下了效率。
二、提高油井机采系统效率的应对措施
我厂油井大部分为抽油机机采井，单井产油量较低。由于处在油田开采的中后期，采油液中含水率不断上升，结蜡、结垢现象愈加严重，油井的各项指标及参数不再满足生产的要求，必须根据地质报告及油藏数据分析作出相应的调整，机采系统的全部或部分设备已经无法满足生产的需要，这些都导致机采效率的下降，制约着我厂机采水平的提高。
1、动态调整油井各项生产参数及抽油机平衡度
为提高机采效率、减小偏磨，采用降低冲次，更换小泵等方法；降低冲次可通过缩小皮带轮直径的方式来实现，经过实验该方法具有节能、降低噪音等优点，而更换小泵、加深泵挂至生产段附近，可增加系统的抽汲能力，提高整个系统效率。至2014年上半年，我厂大部分油井已按此方式进行了调参。
结合我厂油藏地质状况，对油井沉没度进行合理优化、调整，增加井下液体的做功深度，这样不仅可大幅提高原油的产量而且有助于提高机采系统的效率。
调平衡是快速提高机采效率的有效措施，而且投资较小。抽油机不平衡是由于其上、下行程的负荷不平衡造成的，通过调整机身上的平衡块，确保平衡度在48%-105%范围内，实现上、下行程电流平衡。
2、应用化学药剂及防偏磨措施
近年来，技术人员经过不断尝试与创新，在采油生产中探索出一套应用化学药剂提高系统效率的措施。按单井日产液总量2/10000比例的破乳剂与50倍水混合，制成均匀水溶液，由油井套管注入套管与井管环空内，与其中的含油乳化液相混合，并经管网进入转油站或集输站储油罐，在此期间含油乳化液得到充分破乳，为实现油水分离创造条件。结垢是由于井下构件及井筒长时间与油井采出液间长期化学反应而形成，易引起卡泵、偏磨、油杆断脱等故障，影响系统效率；因此为预防油井结构，将阻垢剂与破乳剂按1：2比例加入上述水溶液，获得良好的效果。原油中的蜡在采油过程中，由于温度及压力的变化，轻质组份逸出，其溶蜡能力不断下降，蜡析出并聚积在井壁，影响原油的抽汲，可采用定期热洗的方法清除井壁及井下设备上的蜡，除酸效果较好，但具有明显的副作用，尤其是那些地层压力低的油井，如采用热洗，洗井水会出现严重倒灌现象，导致地层的物理性能变差；而采用高分子防蜡剂或表面活性剂等化学防蜡、清蜡可有效防止以上缺陷，且效果良好。造成油杆偏磨的原因很多，主要是井身结构、管柱结构和生产参数等引起的，目前主要有加扶正器、防偏磨接箍、除垢清蜡、地面采用管杆旋转防偏磨装置、油杆尾端加重，油管尾端加重或锚定、更换耐磨油杆等措施，可以有效减缓油杆偏磨，提高机采油井效率[3]。
3、使用低速节能电机
理论上根据抽油机的负荷来选择电机，考虑到实际生产中由于机械原因或生产环境引起的各种额外负荷，选择的电机功率往往较大，处于“大马拉小车”状态。近两年，我厂优选出部分产液量低、泵效低、电机功率高、机采系统效率低的油井进行现场实验，将井口抽油机所配的21kW电机更换为18kW的低速节能电机，获得良好实验效果。根据这些电机实验前后数据对比分析，结果如下：
实验所采用的低速节能电机，有效地降低了油井的冲次，即减少了抽油杆柱的往复运动次数，同时减少了偏磨及油杆柱的惯性载荷，降低了悬点载荷，达到了减小无功损耗，降低电机输入功率，提高机采系统效率的目的。
同时为低速节能电机配备多功能控制柜，含过载保护，断相保护，自动延时开抽和无功补偿等电路，主要能有自动启停、自动保护、节约电能、改善供电电网质量的功能。
三、结论
无论是从井下结构、机械设备还是系统、介质工艺参数来说，机采系统效率往往受到这些因素的综合影响，本文针对我厂生产实际，主要介绍了影响系统效率的几个方面，并提出相应的措施，并通过实验应用，取得了良好的效果，希望对提高我厂机采效率有一定的参考价值。
参考文献
[1]栾庆德，赵继锋.抽油机动力学性能分析及改进[J].大庆石油学院学报，2006年01期.