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        長(zhǎng)慶油田機(jī)采系統(tǒng)能耗分析及對(duì)策

        2017-02-05 07:12:59于博王海軍中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心
        石油石化節(jié)能 2017年12期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)液長(zhǎng)慶油田機(jī)采

        于博 王海軍(中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司技術(shù)監(jiān)測(cè)中心)

        在油氣田企業(yè)生產(chǎn)耗能的“五大系統(tǒng)”中,機(jī)采系統(tǒng)耗能所占的比例最大。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前機(jī)采系統(tǒng)耗能約占油田生產(chǎn)總耗能的40%。長(zhǎng)慶油田是典型的具有低滲、低壓、低豐度特點(diǎn)的三低油氣藏,機(jī)采耗能問(wèn)題更為嚴(yán)重。近幾年圍繞提高機(jī)采系統(tǒng)效率開展了大量的工作,但由于油藏本身的特殊性、地理?xiàng)l件的復(fù)雜性和工藝配套的局限性,機(jī)采系統(tǒng)效率指標(biāo)與中石油平均水平仍有一定差距。因此,針對(duì)機(jī)采系統(tǒng)開展深入研究,進(jìn)一步挖掘節(jié)能潛力,找出相應(yīng)技術(shù)措施,提高機(jī)采系統(tǒng)效率,降低能耗,對(duì)于提高長(zhǎng)慶油田開采經(jīng)濟(jì)效益有重大意義[1]。

        1 現(xiàn)狀

        長(zhǎng)慶油田公司共有12個(gè)采油廠,覆蓋陜西、甘肅、寧夏三省36個(gè)油田,開發(fā)層位下至奧陶系馬家溝組,上至侏羅系直羅組,主要開發(fā)層位為侏羅系延安組的12個(gè)油層和三疊系延長(zhǎng)組的10個(gè)油層,目前管理油井約2.5萬(wàn)口。本次監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)據(jù)合計(jì)5000口。在電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)、抽油機(jī)平衡度、系統(tǒng)效率三項(xiàng)考核指標(biāo)中,長(zhǎng)慶油田電動(dòng)機(jī)平均功率因數(shù)為0.387,功率因數(shù)達(dá)標(biāo)2254臺(tái),達(dá)標(biāo)率為45.08%;平衡度達(dá)標(biāo)2220臺(tái),平衡度達(dá)標(biāo)率為44.4%;平均系統(tǒng)效率為21.01%,系統(tǒng)效率達(dá)標(biāo)4330臺(tái),達(dá)標(biāo)率為86.6%,整體合格率為13.51%。

        2 長(zhǎng)慶油田機(jī)采系統(tǒng)能耗分析

        以監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)為依據(jù),結(jié)合長(zhǎng)慶油田自身地質(zhì)條件、工藝現(xiàn)狀和管理水平,進(jìn)行系統(tǒng)性研究分析,確定影響長(zhǎng)慶油田能耗的主要因素是產(chǎn)液量、電動(dòng)機(jī)功率利用率、平衡度和功率因數(shù)[2-3]。

        2.1 產(chǎn)液量對(duì)能耗的影響

        由表1可知,日產(chǎn)液量低于2m3,平均系統(tǒng)效率13.16%;日產(chǎn)液量在2~10m3之間,平均系統(tǒng)效率21.80%;日產(chǎn)液量高于10m3,平均系統(tǒng)效率達(dá)到33.79%??梢姡S著產(chǎn)液量增加,系統(tǒng)效率呈上升趨勢(shì)。但由于長(zhǎng)慶油田低滲、低壓、低豐度的特點(diǎn),產(chǎn)液量普遍較低,平均產(chǎn)液量?jī)H為4.23m3/d,從而導(dǎo)致機(jī)采系統(tǒng)效率較低,耗能量較大。

        表1 產(chǎn)液量和系統(tǒng)效率的關(guān)系

        2.2 電動(dòng)機(jī)功率利用率對(duì)能耗的影響

        電動(dòng)機(jī)功率利用率越高,系統(tǒng)效率越高。由表2可知,電動(dòng)機(jī)功率利用率在5%以下,系統(tǒng)效率僅為8.69%;但當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率利用率在20%以上時(shí),系統(tǒng)效率可達(dá)23.85%。長(zhǎng)慶油田由于油井參數(shù)、運(yùn)行設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)管理等因素的影響,抽油機(jī)裝機(jī)容量過(guò)大,電動(dòng)機(jī)功率利用率較低,電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于低效區(qū)域運(yùn)行,影響整體運(yùn)行效率,從而造成電能的浪費(fèi)。

        表2 長(zhǎng)慶油田電動(dòng)機(jī)功率利用率和系統(tǒng)效率的關(guān)系

        2.3 平衡度對(duì)能耗的影響

        長(zhǎng)慶油田受地質(zhì)條件約束,油井產(chǎn)液量波動(dòng)較大,抽油機(jī)負(fù)荷會(huì)產(chǎn)生較大變化,進(jìn)而導(dǎo)致抽油機(jī)運(yùn)行不平穩(wěn),平衡狀況較差。抽油機(jī)長(zhǎng)期處于不平衡狀態(tài),不僅增加了地面抽油機(jī)系統(tǒng)的能量損失,減少了系統(tǒng)的有效功率,而且也降低了抽油機(jī)的系統(tǒng)效率。如表3所示,平衡度在90%~100%時(shí),系統(tǒng)效率最高達(dá)到24.52%,及時(shí)調(diào)整平衡度到合理范圍,可大幅提高系統(tǒng)效率,減少能量損耗。

        表3 平衡度與系統(tǒng)效率關(guān)系

        2.4 功率因數(shù)對(duì)能耗的影響

        長(zhǎng)慶油田平均功率因數(shù)為0.387。功率因數(shù)低,導(dǎo)致無(wú)功損耗增大,同時(shí)也造成供電設(shè)備和線路中的損耗增大,影響了電網(wǎng)供電質(zhì)量。通過(guò)分析,造成長(zhǎng)慶油田功率因數(shù)較低的主要原因有兩個(gè)方面:部分油井沒(méi)有進(jìn)行低壓補(bǔ)償或補(bǔ)償器損壞,致使功率因數(shù)偏低;已安裝變頻控制系統(tǒng)的抽油機(jī),其大部分設(shè)定在工頻運(yùn)行,個(gè)別損壞后未維修,致使功率因數(shù)較低。

        3 降低機(jī)采系統(tǒng)能耗的對(duì)策

        加強(qiáng)日常生產(chǎn)過(guò)程管理,建立合理的監(jiān)測(cè)、調(diào)整、運(yùn)行管理制度,及時(shí)調(diào)查、分析抽油機(jī)的運(yùn)行狀況,結(jié)合油井的生產(chǎn)狀態(tài)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整;及時(shí)調(diào)整抽油機(jī)的平衡,同時(shí)對(duì)老式抽油機(jī)井進(jìn)行平衡方式改造,有效提升平衡度,確保抽油機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

        隨時(shí)掌握抽油機(jī)數(shù)字化智能控制裝置等節(jié)能設(shè)備的運(yùn)行狀況,發(fā)現(xiàn)損壞或未處在節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行的情況,及時(shí)進(jìn)行修理、調(diào)整,保證節(jié)能設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

        可通過(guò)更換高效節(jié)能電動(dòng)機(jī),提高電動(dòng)機(jī)功率利用率,實(shí)現(xiàn)降低能耗的目的。例如,更換成永磁電動(dòng)機(jī)、高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)、多功率電動(dòng)機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)等,提高機(jī)采系統(tǒng)效率。

        對(duì)功率因數(shù)低和未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)某橛蜋C(jī)安裝就地或集中無(wú)功補(bǔ)償裝置,并加強(qiáng)無(wú)功補(bǔ)償裝置的管理維護(hù)工作[4]。對(duì)不能正常運(yùn)行或已經(jīng)損壞的無(wú)功補(bǔ)償裝置進(jìn)行維修或更換,合理調(diào)整無(wú)功補(bǔ)償容量,進(jìn)一步提高抽油機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)及效率[5]。

        針對(duì)不同井況,選擇合理的沖程、沖速、泵徑、泵掛、工作周期等,優(yōu)化抽油機(jī)的運(yùn)行參數(shù),進(jìn)一步提高機(jī)采系統(tǒng)效率[6]。

        [1]王雪坤.提高機(jī)采井系統(tǒng)效率措施的探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2011(11):182-183.

        [2]李波.大慶油田機(jī)采系統(tǒng)能耗現(xiàn)狀及節(jié)能監(jiān)測(cè)指標(biāo)分析[J].石油石化節(jié)能,2011,1(3):8-10.

        [3]孫紅霞,儀垂杰,周揚(yáng)民.采油系統(tǒng)能耗分析研究[J].青島理工大學(xué)學(xué)報(bào),2008(5):90-93.

        [4]張?chǎng)╁P.提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的途徑和方法[J].內(nèi)蒙古石油石化,2014(11):62-63.

        [5]朱益飛,王乾澤,徐慧娟.勝利油田機(jī)采系統(tǒng)現(xiàn)狀及能耗質(zhì)量控制分析[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督,2006(5):21-24.

        [6]馬強(qiáng),劉志恒,馬玲.淺談提高機(jī)采井系統(tǒng)效率的方法[J].工業(yè),2016(6):3.

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