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        低產(chǎn)井高能耗原因分析及綜合治理

        2014-04-10 11:37:34陳天曉大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠
        石油石化節(jié)能 2014年6期
        關(guān)鍵詞:口井單耗低產(chǎn)

        陳天曉(大慶油田有限責(zé)任公司第五采油廠)

        隨著油田進(jìn)入高含水開發(fā)后期,在確保4000×104t持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)的情況下,投產(chǎn)了越來越多的擴(kuò)邊和加密等低產(chǎn)井。這部分井日耗電少,但單耗高。油田開發(fā)的最終目的是盡可能多地從地下采出原油,而機(jī)采節(jié)能工作的宗旨就是在保證一定原油產(chǎn)量的情況下,盡可能少耗電,因此,從井下采出單位質(zhì)量的原油需要消耗的電能,即單耗,就成為評(píng)價(jià)機(jī)采井能耗水平的核心技術(shù)指標(biāo)。參考有關(guān)資料,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,單耗主要受產(chǎn)液量(Q)、舉升高度(H)、泵徑(Ap)、沖程s、沖速(n)及系統(tǒng)各部分損失(ΔP)的影響,且與Q呈反相關(guān)關(guān)系,與H、Ap、s、n2及ΔP呈正相關(guān)關(guān)系[1]。

        1 低產(chǎn)井高能耗原因

        結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,可以把低產(chǎn)液抽油機(jī)井單耗偏高的主要原因歸納為以下三方面:

        1)負(fù)荷率偏低,造成單耗偏高。當(dāng)機(jī)型偏大時(shí),減速箱軸承和齒輪承受的負(fù)荷大,摩擦損失大,無效功率損失大,單耗高。抽油機(jī)載荷利用率越小,無效功損失占消耗功率的比例越大,抽油機(jī)總體應(yīng)用水平越低。當(dāng)電動(dòng)機(jī)額定功率偏大時(shí),電動(dòng)機(jī)熱損失和機(jī)械損失大,無效功率損失大,單耗高。

        2)抽汲參數(shù)不合理,造成單耗偏高。一是參數(shù)偏大,對(duì)于地層供液能力不強(qiáng)的抽油機(jī)井,如果采用相對(duì)較大的抽汲參數(shù)生產(chǎn),會(huì)導(dǎo)致低沉沒度、低泵效,抽油泵充滿程度低,此時(shí),系統(tǒng)容積、水利和摩擦功率消耗相對(duì)較大,無效功消耗大,造成單耗高;二是抽汲參數(shù)匹配不合理,主要是沖程、泵徑偏小、沖速偏高,使抽油桿彈性變形損失、慣性載荷增加,電量增加幅度大于液量增加幅度,導(dǎo)致單耗升高。

        3)無效功消耗大,主要是泵容積損失大,造成單耗偏高。一是當(dāng)抽油泵嚴(yán)重漏失時(shí),柱塞和襯套間徑向間隙大,使泵的容積損失增大,造成無效功率損失相對(duì)增加,單耗高;二是當(dāng)篩管堵塞嚴(yán)重時(shí),造成泵的供液不足,柱塞兩端壓差大,導(dǎo)致柱塞與襯套摩擦損失和漏失量增加,無效功率損失增大,單耗高。

        2 低產(chǎn)井降低能耗措施及效果

        2.1 換小拖動(dòng)設(shè)備

        針對(duì)因機(jī)型偏大造成高能耗的低產(chǎn)抽油機(jī)井,采取換小機(jī)型措施,共計(jì)19口井。換小機(jī)型前后對(duì)比見表1,平均額定載荷降低45.8kN,平均載荷利用率提高11.88個(gè)百分點(diǎn),平均單耗降低1.08kWh/t,平均消耗功率減少1.0kW,平均單井日節(jié)電24kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電15.6×104kWh。

        針對(duì)因電動(dòng)機(jī)裝機(jī)功率偏大造成高單耗的低產(chǎn)抽油機(jī)井,采取更換小功率電動(dòng)機(jī)措施,共計(jì)320口井。措施前后對(duì)比見表2,平均裝機(jī)功率降低8.5kW,功率利用率提高1.5個(gè)百分點(diǎn),平均單耗降低2.0kWh/t,平均消耗功率減少1.5kW,平均單井日節(jié)電36kWh,節(jié)電率23.1%,預(yù)計(jì)年節(jié)電393.9×104kWh。

        2.2 調(diào)小抽汲參數(shù)

        針對(duì)正常生產(chǎn)時(shí)地面參數(shù)已調(diào)至最小,沉沒度低、泵效低單耗高的低產(chǎn)抽油機(jī)井,利用檢泵時(shí)機(jī)采取換小泵徑措施41口井。措施前后對(duì)比見表3,平均泵徑減小12.5mm,理論排量降低15.5m3,沉沒度增加96.3m,泵效提高8.9個(gè)百分點(diǎn),單耗降低1.39kWh/t,消耗功率降低2.23kW,平均單井日節(jié)電53.5kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電75×104kWh。

        表1 抽油機(jī)井換小機(jī)型措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        表2 抽油機(jī)井應(yīng)用節(jié)能電動(dòng)機(jī)措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        表3 換小泵措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        針對(duì)因沖速高而造成沉沒度低、泵效低、單耗高的低產(chǎn)抽油機(jī)井,采取調(diào)小沖速或應(yīng)用減速器措施。對(duì)于地面參數(shù)有調(diào)小余地的,采取調(diào)小沖速措施178口井,措施前后對(duì)比見表4,平均沖速降低2min-1,沉沒度增加220.9m,泵效提高9個(gè)百分點(diǎn),單耗降低2.19kWh/t,消耗功率減少2.0kW,平均單井日節(jié)電48kWh,預(yù)計(jì)年可節(jié)電292.2×104kWh。對(duì)于地面參數(shù)沒有調(diào)小余地的100口井,應(yīng)用減速器進(jìn)步降低沖速,措施前后對(duì)比見表5,平均沉沒度增加149.4m,泵效增加16.7個(gè)百分點(diǎn),單耗降低2.7kWh/t,消耗功率減少2.0kW,平均單井日節(jié)電48kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電164.2×104kWh。

        表4 調(diào)小沖次措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        2.3 優(yōu)化供排關(guān)系

        針對(duì)沉沒度低、泵效低、地面參數(shù)已調(diào)至最小而單耗仍然偏高的低產(chǎn)抽油機(jī)井,采取間抽措施317口井。間抽前后對(duì)比見表6,平均沉沒度增加131.1m,泵效增加10.9個(gè)百分點(diǎn),單耗降低7.6 kWh/t,消耗功率減少1.06kW,平均單井日節(jié)電25.4kWh,年間抽時(shí)間按7個(gè)月計(jì)算,預(yù)計(jì)年節(jié)電97.4×104kWh。

        表5 應(yīng)用減速器措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        表6 間抽措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        針對(duì)沉沒度低、泵效低、地面參數(shù)已調(diào)至最小、功圖反映供液不足的高能耗低產(chǎn)抽油機(jī)井,采取壓裂措施,在提高油層滲透率和采液指數(shù)的同時(shí),通過調(diào)大抽汲參數(shù)提高產(chǎn)液量,實(shí)現(xiàn)單耗的降低。措施前后對(duì)比見表7,平均單井日增液12.8t,綜合含水降低2個(gè)百分點(diǎn),平均日增油1.6t,平均泵徑增加9.1mm、沖程增大0.3m,平均泵效提高14.6個(gè)百分點(diǎn),單耗降低3.72kWh/t,消耗功率增加2.84kW,平均單井日增加電量68kWh。30口井壓裂調(diào)大參數(shù)后,預(yù)計(jì)年增加產(chǎn)液13.31×104t,年增加產(chǎn)油量5548t,年增加耗電70.74×104kWh,相同液量年減少電量增幅87.07×104kWh。

        表7 壓裂措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        2.4 改變舉升方式

        針對(duì)9口高耗能抽油機(jī)井采取轉(zhuǎn)螺桿泵措施,措施前后對(duì)比見表8,平均泵效提高27.4個(gè)百分點(diǎn),單耗降低3.13kWh/t,平均單井日節(jié)電97 kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電29.8×104kWh。

        表8 抽油機(jī)轉(zhuǎn)螺桿泵措施前后節(jié)能效果統(tǒng)計(jì)對(duì)比

        針對(duì)產(chǎn)液量低于4t/d、含水低于50%的高單耗抽油機(jī)井共采取提撈措施19口井,提撈前平均單井日耗電106.8kWh、單耗48.5kWh/t,采取提撈措施后,預(yù)計(jì)年節(jié)電69.4×104kWh。

        3 結(jié)語

        影響抽油機(jī)井能耗的因素有很多,特別是低產(chǎn)液井,造成高能耗的原因更復(fù)雜。針對(duì)低產(chǎn)液高能耗抽油機(jī)井,應(yīng)綜合考慮地面設(shè)備和參數(shù)、井筒工具和地下油層發(fā)育等諸多因素,對(duì)癥下藥,才能有效降低單耗,取得好的節(jié)能效果。

        [1]胡博仲.大慶油田機(jī)械采油配套技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

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