孟慶江 周博雅 孟憲國（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田生產(chǎn)節(jié)能降耗措施實(shí)踐

孟慶江 周博雅 孟憲國（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

針對(duì)喇嘛甸油田生產(chǎn)的特點(diǎn)，對(duì)其注水系統(tǒng)、機(jī)采系統(tǒng)和輸油系統(tǒng)影響能耗的主要因素進(jìn)行了分析，相應(yīng)采取了節(jié)能降耗措施，如注水井控制無效注采循環(huán)、油井調(diào)參、安裝節(jié)能電動(dòng)機(jī)和應(yīng)用變頻技術(shù)等，達(dá)到了科學(xué)用電、降低油田運(yùn)行成本的目的。

注水系統(tǒng) 機(jī)采系統(tǒng) 輸油系統(tǒng) 降耗措施 效益

在油田生產(chǎn)運(yùn)行過程中，注水、集輸和機(jī)采系統(tǒng)是主要能耗單元。喇嘛甸油田通過調(diào)查分析注水、集輸和機(jī)采系統(tǒng)影響節(jié)能降耗的主要因素，制定相應(yīng)措施，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 能耗主要因素分析

1.1注水系統(tǒng)

喇嘛甸油田已進(jìn)入特高含水開發(fā)階段，液油比高，層系間含水差異小，結(jié)構(gòu)調(diào)整難度大。實(shí)驗(yàn)表明：各類油層當(dāng)含水達(dá)到 90%以后，繼續(xù)增加注水，注入水只起到?jīng)_刷大孔道的作用，大部分注入水在高滲透段無效循環(huán)，造成大量能源浪費(fèi)。

1.2機(jī)采系統(tǒng)

抽油機(jī)井能源浪費(fèi)主要是參數(shù)偏大和電動(dòng)機(jī)功率過高，所以選擇合適的抽油機(jī)井降參和調(diào)小電動(dòng)機(jī)功率是機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要途徑。

1.3集輸系統(tǒng)

采油隊(duì)中轉(zhuǎn)站主要承擔(dān)油井摻水熱洗和油氣平穩(wěn)外輸?shù)娜蝿?wù)，在此環(huán)節(jié)中需要消耗大量的電、氣等能源，而摻水耗氣、耗電量大，外輸泵運(yùn)行效率低就成為集輸系統(tǒng)中能源浪費(fèi)的主要方面。

2 節(jié)能降耗措施

2.1注水井控制無效注采循環(huán)

水驅(qū)無效注水主要存在于三種油層：高滲透厚油層，吸水不均勻、層間差異大的油層，高壓、高含水油層。

1）嚴(yán)格控制高壓、高含水區(qū)塊不合理注水，降低高滲透油層的注水強(qiáng)度，對(duì)綜合含水高、壓力水平高的井層進(jìn)行停注或控注。

2）對(duì)層間矛盾大、層段內(nèi)因滲透率級(jí)差大吸水不均衡的井層，進(jìn)行注水層段重組或細(xì)分注水，單卡高滲透油層，減少高壓高含水層的注水。2012年細(xì)分調(diào)整控制高滲透油層注水井2口，高含水層控水 40m3，累計(jì)減少注水 0.36×104m3。

3）對(duì)層內(nèi)非均質(zhì)嚴(yán)重而又存在較多剩余油的厚油層，為了防止注入水沿高滲透強(qiáng)水洗帶突進(jìn)，對(duì)厚油層進(jìn)行周期注水。2012年實(shí)施厚油層周期注水 4 口 ， 高 含 水 層 減 水 180m3/d， 累 計(jì) 減 少 注 水3.1×104m3。

4）對(duì)平面上采出結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的區(qū)塊及時(shí)調(diào)整注水井方案，針對(duì)油井堵水、高含水關(guān)井、低產(chǎn)能關(guān)井、套損關(guān)井，及時(shí)對(duì)措施層位進(jìn)行停注或控注。

5）加強(qiáng)注水井的管理，嚴(yán)格執(zhí)行“三定三率”注水井管理制度。每周對(duì)2座配水間進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁人為超注。

2.2調(diào)小參數(shù)

油井調(diào)小參數(shù)后，井底壓力回升，全井的生產(chǎn)壓差越來越小，必然導(dǎo)致產(chǎn)量下降，而且理論排量越大，產(chǎn)量下降得越多。

隨著調(diào)小參數(shù)后生產(chǎn)時(shí)間的延長，井底壓力上升，全井的生產(chǎn)壓差越來越小。這樣，薄差低含水油層的壓力可能與全井的井底壓力相近，因而出油少甚至不出油，而高壓層雖然產(chǎn)量有所降低，但所受影響不大，從而導(dǎo)致全井含水上升。

統(tǒng)計(jì)分析調(diào)前含水變化值和日降油量關(guān)系，按其調(diào)前含水的不同，含水上升值呈現(xiàn)有規(guī)律的變化，就是含水越高的井其含水變化幅度越小。例如，當(dāng)含水上升到 90%以上時(shí)，調(diào)參后含水下降1.5 個(gè)百分點(diǎn)。參數(shù)調(diào)小后油井含水隨原來數(shù)值逐漸增大而上升趨勢(shì)逐漸減小，從而單井日增油逐漸增大，由負(fù)值逐漸轉(zhuǎn)為正值，基本不影響產(chǎn)量。

調(diào)小參數(shù)是以降低生產(chǎn)能耗和設(shè)備損耗以及調(diào)整開發(fā)狀況為目的的調(diào)整措施，抽油機(jī)井調(diào)小參數(shù)后產(chǎn)量和含水都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。統(tǒng)計(jì) 2012年1-9抽油機(jī)井下調(diào)參數(shù)5口井。對(duì)于供液不足井，為了改善供排關(guān)系，達(dá)到供采協(xié)調(diào)的目的，對(duì)沉沒度小于 100m的 5口井下調(diào)參數(shù)。調(diào)整結(jié)果是：平均單井 日 降 液 20t， 油 降 0.25t； 含 水 由 93.7% 上 升 到95.3%；沉沒 度 由 原 來 的 平 均 39.75m 上 升 到目 前 的203m； 流 壓 由 2.66MPa 提 高 到 3.37MPa， 供 排 關(guān)系得到了改善。某抽油機(jī)井含水 70%，降參后油降3t/d。 這 樣 可 以 得 出 一 個(gè) 結(jié) 論 ： 含 水 小 于 90% 的井，由于供液不足調(diào)小參數(shù)降油幅度較大，節(jié)能但不增效；含水較高，特別是含水大于 90%的井，調(diào)小參數(shù)產(chǎn)油量會(huì)上升或不降，同時(shí)大大降低耗電量。因此，含水大于 90%的井供液不足調(diào)小參數(shù)是機(jī)采井節(jié)能降耗的主要途徑。

調(diào)整參數(shù)后隨著產(chǎn)液量的降低，噸液處理等費(fèi)用 也 隨 之 降 低 ， 從 而 可 以 降 低 生 產(chǎn) 成 本[1]。 據(jù) 經(jīng) 濟(jì)效益評(píng)價(jià)理論，盈虧平衡點(diǎn)即技術(shù)經(jīng)濟(jì)界限NPVC=0 時(shí) 的 技 術(shù) 參 數(shù)[1]的 理 論 ， 評(píng) 價(jià) 某 采 油 隊(duì) 調(diào)整參數(shù)井，見表1。

表1 某采油隊(duì) 2012年下調(diào)參數(shù)經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)

當(dāng)含水在 90%左右時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益基本為 0，此為調(diào)參的臨界點(diǎn)，因此調(diào)前含水大于等于 90%時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益為最佳，產(chǎn)油量不降，不但節(jié)電還減少設(shè)備損壞。全年抽油機(jī)井合理降參 4 口，節(jié)電 3.1× 104kWh，節(jié)約資金 3.1 萬元。

2.3抽油機(jī)井安裝節(jié)能電動(dòng)機(jī)

2012年，功率偏大的抽油機(jī)井安裝節(jié)能電動(dòng)機(jī)5 臺(tái)，電動(dòng)機(jī)功率從 55kW 調(diào)到 24kW，全年共節(jié)電 271560kWh，節(jié)約資金 13.55萬元。

2.4原油集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的有效途徑。

輸油系統(tǒng)平均系統(tǒng)效率為 48.7%，泵機(jī)組平均效率為 62%左右，因此提高泵機(jī)組運(yùn)行效率是原油集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗的主要內(nèi)容，泵機(jī)組的效率按液量大小應(yīng)在68%以上。

2.4.1 更換新泵，進(jìn)行必要的配套工藝改造

因?yàn)樵玫你懪菩实?、型?hào)陳舊，而且在設(shè)計(jì)、制造及結(jié)構(gòu)、材料上都有局限性，從而導(dǎo)致泵機(jī)組額定效率偏低。2006 年更換了新泵，型號(hào)為YD150-50×3 ，配備功率 90kW；同時(shí)進(jìn)行了必要的配套工藝改造，使進(jìn)出口管徑與泵相匹配，進(jìn)液管內(nèi) 流 速 為 1.0m/s， 出 液 管 流 速 在 1～2m/s規(guī) 定 范圍之內(nèi)，保證泵機(jī)組有良好的吸入條件，從而保證泵機(jī)組在經(jīng)濟(jì)高效區(qū)運(yùn)行。

2.4.2 應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)

由于來液量的大小，緩沖罐、分離器液位的高低，外輸油管線的長短，以及管內(nèi)壁是否結(jié)垢等不定因素的存在，外輸泵的排量隨時(shí)都有波動(dòng)，不能保證泵在經(jīng)濟(jì)高效區(qū)運(yùn)行。為了平穩(wěn)輸油，對(duì)外輸量的調(diào)節(jié)是靠調(diào)節(jié)泵出口閥門的開啟程度來實(shí)現(xiàn)的，這樣節(jié)流損耗大，泵管不匹配，壓差較大，管網(wǎng)的運(yùn)行效率低，從而導(dǎo)致一部分電能消耗在克服節(jié)流部件的阻力上，損失功率可達(dá) 15%～20%。為了解決上述問題，采用了變頻調(diào)速裝置，它是一種與電動(dòng)機(jī)配合使用的電源供給裝置，可以改變電動(dòng)機(jī) 輸 入 端 的 電 源 頻 率 ， 從 而 改 變 電 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速[2]。由于與電動(dòng)機(jī)相連的泵的轉(zhuǎn)速與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相同，因此外輸泵的轉(zhuǎn)速得到調(diào)節(jié)，電能消耗降低。應(yīng)用表明 ，噸液 綜 合耗電 量 可降低 0.25kWh/t， 每天 節(jié)電 1080kW，全年可節(jié)電約 39×104kWh。

3 結(jié)論

1）注水系統(tǒng)中減少無效注采循環(huán)和采取周期注水不但達(dá)到了節(jié)能降耗的目的，而且對(duì)套管還起到一定的保護(hù)作用。

2）在機(jī)采系統(tǒng)中抽油機(jī)井調(diào)小參數(shù)和安裝節(jié)能電動(dòng)機(jī)可達(dá)到節(jié)能降耗的效果。

3）在集輸系統(tǒng)中及時(shí)更換新泵和安裝變頻裝置是節(jié)能降耗的有效手段。

[1]張志國.淺析油田中轉(zhuǎn)站節(jié)能降耗的途徑[J].石油石化節(jié)能,2009(3):45.

[2]蔡俊鐵.抽油機(jī)井合理調(diào)整參數(shù)經(jīng)濟(jì)界限研究[J].石油石化節(jié)能,2011(8):16.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.008.020

2013-04-21）

孟慶江，2011年畢業(yè)于黑龍江大學(xué) （機(jī)械制造及其自 動(dòng)化 專 業(yè)）， 從 事 采 油 工 程 工 作 ， E-mail： mqj886262@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠第三油礦，163000。