劉子齊

摘 要：一直以來(lái)，低滲透油問(wèn)題極大困擾著油田企業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)度，也大大的影響了油田企業(yè)生產(chǎn)效益。因此，有關(guān)企業(yè)與工作人員為了更好地提高油田生產(chǎn)進(jìn)度，保障企業(yè)效益，對(duì)低滲透油田抽油機(jī)進(jìn)行了一系列改進(jìn)，本文就其節(jié)能技術(shù)改進(jìn)做了簡(jiǎn)單闡述。

關(guān)鍵詞：低碳滲透油田；節(jié)能技術(shù)；選型；油田企業(yè)

近年來(lái)，越來(lái)越多的油田出現(xiàn)了嚴(yán)重的三低問(wèn)題，即低豐度、低滲透、低產(chǎn)出問(wèn)題，這些問(wèn)題一旦產(chǎn)生，按照原來(lái)常規(guī)方法進(jìn)行開(kāi)采，經(jīng)常出現(xiàn)載荷利用率低，系統(tǒng)效率低，電機(jī)功率利用率低等問(wèn)題，進(jìn)而影響開(kāi)采進(jìn)度與企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。基于此，本文通過(guò)對(duì)低滲透油田抽油機(jī)的選型進(jìn)行分析，提出了其節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新策略。

1 低滲透油田抽油機(jī)選型

國(guó)內(nèi)學(xué)者針對(duì)低滲透油田抽油機(jī)能耗高，而且系統(tǒng)效率低的問(wèn)題也進(jìn)行了多年的探索與研究，取得了一定的認(rèn)識(shí)，在生產(chǎn)過(guò)程中，圍繞實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)量，以降低能耗為目標(biāo)，采油損失功率最低或成本最低原則直接計(jì)算工藝參數(shù)，可科學(xué)合理地確定采油參數(shù)，提高機(jī)采系統(tǒng)效率，使油井免修期延長(zhǎng)。而各種參數(shù)的調(diào)整有多種組合，在保證單井產(chǎn)量的前提下低能耗低投入的經(jīng)濟(jì)組合確定上還需要進(jìn)一步研究，以實(shí)現(xiàn)低滲透抽油機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

對(duì)于抽油機(jī)而言，它的主要性能參數(shù)主要有懸點(diǎn)的最大載荷、減速箱的額定扭矩、電機(jī)的功率、電機(jī)的沖程、沖次、以及各連接部位的尺寸、外形的尺寸等等。抽油機(jī)在油田生產(chǎn)時(shí)，我們應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)搭配計(jì)算，不同型號(hào)的抽油機(jī)都有和它相匹配的減速箱和額定扭矩和電機(jī)功率。如果油田的產(chǎn)液量比較小，減速箱的扭矩配置就應(yīng)該相對(duì)較小一般來(lái)說(shuō)，抽油機(jī)選型中額定扭矩和電機(jī)功率這2個(gè)參數(shù)一般都是滿足的。所以，低滲透油田抽油機(jī)選型主要應(yīng)該考慮抽油機(jī)的額定懸點(diǎn)和抽油機(jī)的最大載荷。

我們知道，產(chǎn)液量Q與理論的產(chǎn)液量Qt的比值叫采油泵的效率，用ηvep表示，采油泵效率的影響因素主要有4個(gè)。所以泵效的另一表達(dá)式為ηvep=ηl·ηB·ηλ·β，ηl為泵的漏失系數(shù)，會(huì)因?yàn)楸玫闹圃煅b配的質(zhì)量、含砂或者腐蝕性液體、泵內(nèi)結(jié)蠟和沉砂等變化而發(fā)生變化，ηl理論上應(yīng)該在百分之九十以上；ηB為油液的收縮系數(shù)，受油液物性和開(kāi)采工藝影響，它的值應(yīng)該在百分之八十七以上；ηλ為泵柱塞的沖程損失系數(shù)，與油井參數(shù)、工作沖程等原因有關(guān)，對(duì)于準(zhǔn)確確定油井參數(shù)，抽油桿柱和油管柱彈性伸縮造成的沖程損失是一定值，工作沖程越大ηλ越大。β為泵的充滿系數(shù)。會(huì)受到儲(chǔ)層等原因影響。

2 低滲透油田抽油機(jī)節(jié)能技術(shù)分析

低滲透油田抽油機(jī)在運(yùn)行當(dāng)中經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種各樣問(wèn)題，嚴(yán)重影響著企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，具體分析，其主要保險(xiǎn)在電機(jī)利用率低、荷載利用率低及系統(tǒng)效率低三個(gè)方面。這些問(wèn)題的產(chǎn)生主要包含了以下兩個(gè)方面。一方面：由于外圍滲透油田產(chǎn)液規(guī)律發(fā)生變化，油井產(chǎn)液量低，并且隨開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)液量一般不增加或下降；二是抽油機(jī)和拖動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)方式發(fā)生了變化，目前應(yīng)用的節(jié)能抽油機(jī)，其運(yùn)行特性和游梁抽油機(jī)有所不同，其峰值扭矩降低，如雙驢頭、下偏杠鈴抽油機(jī)等；拖動(dòng)裝置克服啟動(dòng)扭矩的性能提高了，如高滑差、高啟動(dòng)扭矩、永磁、雙功率電機(jī)等。為此，必須對(duì)低滲透油田抽油機(jī)選型技術(shù)進(jìn)行深入的研究，以滿足油田經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)發(fā)的需要，具體我們可以從以下幾個(gè)方面入手：

2.1 分析預(yù)測(cè)已經(jīng)投產(chǎn)的低滲透油田產(chǎn)液量變化規(guī)律

首先，油井的產(chǎn)液量是采液指數(shù)與生產(chǎn)壓差的乘積。但是在長(zhǎng)期工作中，因?yàn)榈蜐B透油田所承受的地層壓力較低，這一壓力的恢復(fù)難度較大，面對(duì)這種情況，要想提高油田開(kāi)采進(jìn)度和效益，我們必須要做好低滲透油田的產(chǎn)液量變化分析工作。低滲透油田產(chǎn)液量變化主要受采液指數(shù)影響，通過(guò)采液指數(shù)變化規(guī)律的分析即可得出產(chǎn)液量變化規(guī)律，并且，當(dāng)采液指數(shù)最大值時(shí)，產(chǎn)液量相應(yīng)取得極大值。無(wú)因次采液指數(shù)為某一含水下的采液指數(shù)與含水為零時(shí)的采液指數(shù)（即采油指數(shù)）之比，是評(píng)價(jià)不同含水條件下油井采液能力的指標(biāo)。它只與儲(chǔ)層類(lèi)型和油藏流體性質(zhì)有關(guān)，不同儲(chǔ)層無(wú)因次采液指數(shù)隨含水的變化規(guī)律不同。其次，從低滲透油井IPR曲線及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況看，流壓低于某個(gè)值（最小流壓）后，產(chǎn)量隨生產(chǎn)壓差增大而下降。說(shuō)明不能用加深泵掛和放大生產(chǎn)壓差的方式來(lái)提高產(chǎn)量。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因有3個(gè)因素：一是當(dāng)井底流壓降到一定程度后，在近井地帶的油層中形成氣化液體滲流，使油相滲透率大幅下降。二是當(dāng)井底流壓降低后，儲(chǔ)層巖石發(fā)生彈性或塑性。三是當(dāng)井底流壓降低后，溶解氣的稀釋效應(yīng)降低，原油黏度增加。

2.2 初期載荷、扭矩利用率研究

按API標(biāo)準(zhǔn)要求結(jié)構(gòu)件安全系數(shù)為3.3，軸件安全系數(shù)為5.0，以便滿足抽油機(jī)在特殊情況下（活塞卡、軸力與力偶等影響）也不致發(fā)生事故。因此，根據(jù)選擇游梁式抽油機(jī)的原則，同時(shí)考慮到抽油機(jī)長(zhǎng)期可靠工作，低滲透油田抽油機(jī)初期最大載荷利用率95%，扭矩利用率90%。

2.3 載荷計(jì)算

抽油機(jī)在正常工作時(shí)，懸點(diǎn)所承受的載荷根據(jù)其性質(zhì)可分為靜載荷、動(dòng)載荷以及其他載荷。靜載荷通常是指抽油桿柱和液柱所受的重力以及液柱對(duì)抽油桿柱的浮力所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷；動(dòng)載荷是指由于抽油桿柱運(yùn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)、慣性以及摩擦所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷；其他載荷主要有沉沒(méi)壓力以及井口回壓在懸點(diǎn)上形成的載荷。沉沒(méi)壓力的影響只發(fā)生在上沖程，它將減小懸點(diǎn)載荷[4]。液流在地面管線中的流動(dòng)阻力所造成的井口回壓，將對(duì)懸點(diǎn)產(chǎn)生附加載荷，其性質(zhì)與油管內(nèi)液體的作用載荷相同，即上沖程中增加懸點(diǎn)載荷，下沖程中減小懸點(diǎn)載荷。因二者可以部分抵消，一般計(jì)算中常可忽略。因此，懸點(diǎn)最大載荷是由抽油桿載荷、液柱載荷、振動(dòng)載荷和慣性載荷組成。

2.4 扭矩計(jì)算

為了使懸點(diǎn)以一定的載荷和一定的抽汲方式（沖程、沖次）工作，減速器曲柄軸就需要給出一定的扭矩，因此，減速器曲柄軸額定扭矩是游梁式抽油機(jī)的基本參數(shù)之一。理論分析和實(shí)際使用表明：減速器曲柄軸凈扭矩大小和懸點(diǎn)載荷，各桿件幾何尺寸及抽油機(jī)的平衡程度有密切的關(guān)系。

2.5 計(jì)算電機(jī)功率

對(duì)于驅(qū)動(dòng)恒定負(fù)載的電動(dòng)機(jī)，將裝置的輸出功率除以裝置的傳動(dòng)效率，就是所需的電動(dòng)機(jī)的額定功率。抽油機(jī)的情況則要復(fù)雜的多，其輸出功率（或扭矩）是周期性變化的，但電機(jī)的有效功率（輸出功率）是作用在光桿上的功率，即通過(guò)光桿來(lái)提升液體和克服井下?lián)p耗所需要的功率。

結(jié)束語(yǔ)

總之，低滲透油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，產(chǎn)液量不增加或增加幅度較?。煌ㄟ^(guò)提液或放大生產(chǎn)壓差來(lái)提高產(chǎn)量的可行性較??；抽油機(jī)井初期負(fù)載是最大負(fù)載。低滲透油田計(jì)算光桿功率時(shí)摩擦功率不能忽略。

參考文獻(xiàn)

[1]李道品，羅迪強(qiáng).對(duì)低滲透油田的特殊規(guī)律和改善開(kāi)發(fā)效果的初步認(rèn)識(shí).低滲透油田開(kāi)發(fā)技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1994.45～48.

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