提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的有效途徑

1、38油氣田地面工程第27卷第12期(2008112)提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的有效途徑郭宏亮宋學(xué)紅李忠摘要:抽油井系統(tǒng)效率是衡量抽油井工作水平高低的重要參數(shù),它不僅反映了油井目前的工作狀況,更是一項(xiàng)反映油井工作效率和用電損耗的重要指標(biāo)。近幾年來(lái),隨著原油生產(chǎn)成本的不斷壓縮,提高油井系統(tǒng)效率、有效降低機(jī)械采油耗能已成為一項(xiàng)急待解決的技術(shù)課題。本文即圍繞這一中心,通過(guò)近幾年來(lái)對(duì)抽油機(jī)井系統(tǒng)效率這一課題的精細(xì)分析、科學(xué)論證、創(chuàng)新管理,提出了提高油井系統(tǒng)效率的科學(xué)渠道。關(guān)鍵詞:油井;系統(tǒng)效率;耗能;效益(勝利油田孤島采油廠)最終目標(biāo),根據(jù)系統(tǒng)效率構(gòu)成,對(duì)油井的地面效率和井下效率的各措施實(shí)施點(diǎn)進(jìn)行描述,可以

2、得到功能系統(tǒng)圖(見(jiàn)圖1)。1有關(guān)資料的收集及現(xiàn)狀調(diào)查(1)2007年,圖1提高油井系統(tǒng)效率功能圖1%24181%,距管理區(qū)既定目標(biāo)有一定差距。此外,在開(kāi)油井區(qū)一般每半年才能完成全部油井的測(cè)試工作,測(cè)試周期較長(zhǎng),測(cè)試過(guò)程所耗費(fèi)的時(shí)間、人力和物力都很大,根本不能依據(jù)測(cè)試情況及時(shí)地對(duì)油井的生產(chǎn)狀況和參數(shù)進(jìn)行整改和優(yōu)化。(2)節(jié)能新工藝的運(yùn)用情況。近幾年來(lái),部分節(jié)能新工藝在勝利油田得到了較大范圍的推廣,如節(jié)能控制柜、節(jié)能調(diào)速電機(jī)等,這些新工藝項(xiàng)目的推廣在一定程度上有效地實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗的目標(biāo),但不能將這些新工藝項(xiàng)目的運(yùn)用作為油井系統(tǒng)效率提升的主要措施,只能作為輔助手段。(3)現(xiàn)場(chǎng)管理中的可用載體。孤島采

3、油廠在全廠范圍內(nèi)逐漸推廣了單井電表計(jì)量裝置,這一裝置的應(yīng)用使油井單井生產(chǎn)耗電由以往的“糊涂賬”變得透明化。但目前生產(chǎn)管理中還未能很好地將這一載體運(yùn)用到提高油井系統(tǒng)效率的高度上。從圖1中可以看出,提高地面效率包括5個(gè)功能點(diǎn)和8個(gè)主要措施點(diǎn),提高井下效率則包括3個(gè)功能點(diǎn)和6個(gè)措施要點(diǎn),這8個(gè)功能點(diǎn)和14個(gè)措施點(diǎn)就構(gòu)成了提高抽油井系統(tǒng)效率的全部工作內(nèi)容。在管理工作中,要做到有的放矢、能抓住主要矛盾、解決普遍矛盾,就必須對(duì)這些功能點(diǎn)進(jìn)行評(píng)價(jià),找出油井系統(tǒng)效率管理工作中的難點(diǎn)和薄弱點(diǎn),才能從根本上解決問(wèn)題。3措施制定及實(shí)施通過(guò)對(duì)各功能進(jìn)行評(píng)價(jià),計(jì)算出各功能的功能系數(shù)、成本系數(shù)和價(jià)值系數(shù)?？梢园l(fā)現(xiàn),優(yōu)化深

4、井泵參數(shù)、提高電機(jī)效率這兩項(xiàng)存在功能不足、成本較高、價(jià)值系數(shù)均小于1的問(wèn)題,因此確定這兩項(xiàng)應(yīng)為目前系統(tǒng)效率管理上的薄弱點(diǎn)。根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查和系統(tǒng)分析,確定措施實(shí)施的方向有三方面:一是充分利用現(xiàn)有的工作載體實(shí)現(xiàn)油井系統(tǒng)效率的即測(cè)即得即整改的工作目標(biāo);二是根據(jù)系統(tǒng)效率的8個(gè)功能點(diǎn)和14個(gè)措施點(diǎn)制定普遍的有效措施,尤其是對(duì)油井系統(tǒng)效率的薄弱點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)實(shí)施;三是加大節(jié)能技術(shù)改造工作力度,推廣應(yīng)用節(jié)能降耗新技術(shù)。(1)應(yīng)用單井電表計(jì)量裝置實(shí)現(xiàn)油井系統(tǒng)效率的適時(shí)監(jiān)控。系統(tǒng)效率是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù),以往每半年測(cè)試一次的管理方法根本不能滿足對(duì)油井系統(tǒng)效2系統(tǒng)分析要提高油井系統(tǒng)效率,就必須將油井系統(tǒng)效率看作一個(gè)完整的工作

5、系統(tǒng),通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的精細(xì)分析,功能評(píng)價(jià),找出目前生產(chǎn)中油井系統(tǒng)效率管理上的關(guān)鍵點(diǎn)和薄弱點(diǎn),才能實(shí)現(xiàn)對(duì)癥下藥,達(dá)到提高油井系統(tǒng)效率的目標(biāo)。運(yùn)用功能評(píng)價(jià)方法,將提高油井系統(tǒng)效率作為© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 油氣田地面工程第27卷第12期(2008112)39率進(jìn)行適時(shí)管理的工作需求。孤島采油廠推廣應(yīng)用的單井計(jì)量裝置恰恰能滿足這一要求。2004年,管理區(qū)不再單純地使用測(cè)試儀器進(jìn)行系統(tǒng)效率的測(cè)試工作,而是通過(guò)每月錄取的單井用電抄表數(shù)據(jù)計(jì)算油井在本月

6、正常生產(chǎn)所用的平均有功功率,同時(shí)根據(jù)同期錄取的液面、回壓、套壓及液量等生產(chǎn)數(shù)據(jù)計(jì)算出相關(guān)的功率因數(shù)、有效揚(yáng)程和有效功率等數(shù)據(jù),最后計(jì)算出油井在當(dāng)月的系統(tǒng)效率數(shù)值。這種月算月清的管理方式極大地提高了油井系統(tǒng)效率測(cè)算的準(zhǔn)確性,同時(shí)可根據(jù)系統(tǒng)效率的測(cè)試和變化情況制定出相應(yīng)的整改措施。(2)開(kāi)展六率達(dá)標(biāo)活動(dòng),實(shí)現(xiàn)抽油井地面工作狀態(tài)的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)系統(tǒng)效率功能圖中提高地面效率的8個(gè)措施要點(diǎn),確定了系統(tǒng)效率地面管理的六率達(dá)標(biāo)工作目標(biāo)。主要包括抽油井的井口三點(diǎn)一線對(duì)中、水平率、平衡率、潤(rùn)滑、緊固和減速箱與皮帶輪的四點(diǎn)一線對(duì)中等,根據(jù)六率達(dá)標(biāo)的工作內(nèi)容制定出每一項(xiàng)內(nèi)容的工作標(biāo)準(zhǔn)。開(kāi)展六率達(dá)標(biāo)活動(dòng),能從油井地

7、面管理的各個(gè)方面入手,高包括電機(jī)、皮帶、面效率,。此外,。經(jīng)分析,電機(jī)效率的相關(guān)因素應(yīng)為電流平衡率、電機(jī)傳動(dòng)效率、皮帶傳動(dòng)效率,根據(jù)相關(guān)因素可以確定出提高電流平衡率、潤(rùn)滑電機(jī)軸承、調(diào)整四點(diǎn)一線、推廣節(jié)能裝置這四項(xiàng)具體措施,配合六率達(dá)標(biāo)工作,尤其重點(diǎn)加強(qiáng)這四項(xiàng)工作的執(zhí)行力度和檢查力度,從而加強(qiáng)對(duì)電機(jī)效率這一薄弱環(huán)節(jié)的控制和整改。(3)優(yōu)化深井泵參數(shù)。優(yōu)化深井泵參數(shù)是井下效率的最薄弱環(huán)節(jié),也是整個(gè)系統(tǒng)的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。優(yōu)化深井泵參數(shù)主要是指泵深、泵徑、沖程和沖次的優(yōu)化,其實(shí)質(zhì)就是在保證產(chǎn)液量的前提下以能耗或油井生產(chǎn)成本最低作為目標(biāo)函數(shù),對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。井下效率的優(yōu)化不是一個(gè)部門能單純操作的問(wèn)題,它必

8、須涉及到包括采油工藝研究、現(xiàn)場(chǎng)管理和作業(yè)施工等多方面的部門聯(lián)合工作。井下效率低于50%的井應(yīng)是優(yōu)化生產(chǎn)參數(shù)的主要對(duì)象。首先進(jìn)行合理的機(jī)桿泵優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)思路是以泵效最佳、以懸點(diǎn)載荷最小為目標(biāo)的管桿柱組合優(yōu)化,同時(shí)保證各生產(chǎn)參數(shù)的相對(duì)穩(wěn)定性(見(jiàn)圖2)。需要說(shuō)明的是,在優(yōu)化過(guò)程中泵深又是作為主要的優(yōu)化對(duì)象來(lái)運(yùn)行。在日常生產(chǎn)中由于地層狀況的差異,泵深是否合理通常用沉沒(méi)度這一指標(biāo)來(lái)進(jìn)行衡量,因此泵深的優(yōu)化就轉(zhuǎn)化為沉沒(méi)度指標(biāo)的優(yōu)化。沉沒(méi)度的優(yōu)化是不能一概而論的,它應(yīng)依據(jù)不同井的實(shí)際情況采取不同的措施。以產(chǎn)量、泵效和沉沒(méi)度三個(gè)指標(biāo)為依據(jù)將油井劃分成不同的區(qū)域,首先把產(chǎn)量作為主元素,對(duì)油井先進(jìn)行第一次分類,

9、然后對(duì)每個(gè)產(chǎn)量類別以沉沒(méi)度和泵效再進(jìn)行二次分類,就可將所有需優(yōu)化的油井劃分為能量區(qū)、正常區(qū)、低能量區(qū)和落實(shí)資料區(qū)四個(gè)區(qū)域。對(duì)劃分在不同區(qū)域的油井結(jié)合其它參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。所有的優(yōu)化設(shè)計(jì)完成之后,經(jīng)嚴(yán)格篩選、各方協(xié)作,主要配合油井的作業(yè)施工來(lái)完成。(4)加大節(jié)能技術(shù)改造工作力度,推廣應(yīng)用節(jié)能降耗新技術(shù)。針對(duì)抽油機(jī)井部分設(shè)備老化,電機(jī)功率配置過(guò)大,系統(tǒng)效率偏低,能耗高的狀況,節(jié)能工作的重點(diǎn)以耗能系統(tǒng)為突破口,通過(guò)綜合采取系列成熟技術(shù),推進(jìn)系統(tǒng)整體優(yōu)化運(yùn)行,達(dá)到節(jié)能降耗增效的目的。機(jī)采系統(tǒng)主要是通過(guò)合理匹配節(jié)能電機(jī)、變壓器和抽油機(jī),逐步淘汰高耗能產(chǎn)品,有效解決功率因數(shù)低、系統(tǒng)效率低的問(wèn)題,同時(shí)

10、加快電泵井推廣應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)的科技攻關(guān)。電力系統(tǒng)主要是加強(qiáng)電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行、負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度及用電科學(xué)計(jì)量,減少網(wǎng)損和偷漏電現(xiàn)象。綜合上述,經(jīng)過(guò)近兩年來(lái)對(duì)提高抽油井系統(tǒng)效率的有效途徑的不斷探索和試驗(yàn),結(jié)合預(yù)測(cè)、統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)論等多種科學(xué)的管理方法,勝利油田孤島采油廠逐漸探索出了一套提高抽油井系統(tǒng)效率的有效渠道。2007年12月,經(jīng)統(tǒng)計(jì)計(jì)算在用300口抽油井平均系統(tǒng)效率為25167%,位于采油廠同行業(yè)的前列。但應(yīng)該看到,系統(tǒng)效率作為一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo),隨著生產(chǎn)管理中一些新情況、新問(wèn)題的不斷出現(xiàn),需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行不斷地動(dòng)態(tài)研究和優(yōu)化管理,根據(jù)已有的先進(jìn)方法和管理模式,進(jìn)行更細(xì)致的研究和探索,這樣才能真正實(shí)現(xiàn)抽油井小能耗、低成本及高效率的最終工作目標(biāo)。第一作者簡(jiǎn)介