李佳陽

【摘要】：興隆臺采油廠高粘、重蠟的油井管理難度大，所以油井電加熱技術應用十分廣泛，抽油機均配置了電加熱裝置。電加熱桿井的噸油耗電，廠定指標要求小于190K·wh/t，而作業(yè)區(qū)電加熱桿井的實際噸油耗電一般高于200K·wh/t，平均387.4K·wh/t，遠高于指標。當噸油耗電高時，在同等產(chǎn)出情況下，同樣電費消耗高，若一年電加熱桿井電量多消耗100萬K·wh，則多支出電費100*0.5945≈59.5萬元。

【關鍵詞】：油井電加熱 ； 綜合節(jié)能； 降耗技術實踐

目前油井電加熱控制有兩種方法，連續(xù)加熱和降低電流，上述方法都不能有效的降低電加熱桿的耗電，為此，針對目前電加熱裝置控制現(xiàn)狀及其節(jié)能手段，本文對電加熱裝置電能消耗節(jié)能進行了較深入研究，提出了油井電加熱桿節(jié)能降耗新方法。該方法的核心是通過了解電加熱桿的工作機理，在保證抽油機正常工作同時降低電加熱裝置的啟用時間。實驗數(shù)據(jù)表明該新方法完全可行，降低了電加熱的用電量，節(jié)能效果明顯，達到節(jié)能降耗和環(huán)保經(jīng)濟的目的。

1、 技術原理與簡介

1.1電加熱桿原理

電加熱抽油桿裝置由變徑接頭、空心桿、整體電纜、電熱光桿、電纜三通、防噴盒、電加熱控制柜、變壓器等部件組成。

電加熱桿技術是通過趨膚效應原理加熱空心抽油桿。當交變電流流過空心抽油桿時，空心抽油桿周圍變化的磁場在空心抽油桿中產(chǎn)生感應電流，從而使得沿空心抽油桿截面的電分布不均勻，尤其當頻率較高時，電流幾乎集中在管壁極薄層內(nèi)流過，從而大幅度增加電流阻抗， 使空心抽油桿桿體的溫度升高。通過熱傳導，提高井筒內(nèi)原油溫度，降低原油黏度，增加流動性，防止結蠟，有效解決高凝、高黏、高含蠟原油在井筒舉升過程中的難題。

1.2電加熱桿特點

1.2.1電加熱桿地面設施簡單，使用方便，易于管理。

1.2.2井筒加熱均勻，加熱段長，加熱溫度可以調(diào)控。

1.2.3桿柱結構比較簡單，起下作業(yè)方便，并且全套設備可以多井次重復使用。

1.2.4可減少抽油機負荷，改善抽油機工作狀況。

電加熱桿也存在著最大的缺點，就是耗電量大。如何降低耗電量成為我們研究的主要內(nèi)容。電加熱桿合適的電流無法確定，電加熱桿的溫度隨電流的增加而升高，電流過低起不到較好的降粘和清防蠟作用，過高會增加系統(tǒng)的耗電量。而且電加熱桿的加熱目的為清防蠟與降粘，對于馬字號大多數(shù)井來說，清防蠟是主要目的，而對于大洼一部分油井，降粘才是主要目的。目前電加熱桿的工作制度為常開，大大的增加了耗電量。所以調(diào)整合適的電流和改變電加熱桿的工作制度才是節(jié)能降耗的核心。

2、 現(xiàn)場應用情況

2.1電加熱桿跟蹤效果

從電加熱桿項目實施以來，我區(qū)對所實施的電加熱桿井進行了效果跟蹤，計算了這些井2015年全年的產(chǎn)油量、抽油機用電量和電加熱桿用電量，并計算噸油耗電。

從中可以看出采用電加熱桿井的噸油耗電普遍偏高，部分井遠遠超過了廠定指標180 KWH/t。假設7口井噸油耗電都為180 KWH/t，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算， 7口井共多花費=

[（2712 KWH/t /7*13774t）-（180 KWH/t *13774）]*0.5945≈285.7（萬元）

2.2現(xiàn)場試驗情況

2.2.1調(diào)整合適的加熱電流

通過室內(nèi)模擬實驗資料，原油的析蠟點為45℃。在洼11-30井我們進行了不同電流下溫度剖面測試，隨著加熱電流增大，井口出油溫度升高。當選取加熱電流為40A時不能滿足加熱要求，而選取80A時又會出現(xiàn)加熱電流過大，造成浪費；選取60A時井口溫度剛好達到結蠟溫度，既沒有造成能耗浪費，又保證油井正常生產(chǎn)， 因此60A為該井最適合的加熱電流值。

2.2.2制定電加熱桿間開制度

根據(jù)現(xiàn)場情況分析，我們利用本地區(qū)的季候特點，制定出不同四個階段的間開周期，以此來摸索最合理的電加熱桿使用方法，達到有效節(jié)電，正常生產(chǎn)的目的。特別的在夏季，地面自然溫度能達到35℃以上，可以維持原油在管線內(nèi)的流動性，因此利用電加熱桿變頻柜減小輸出電流，利用自然能量形成的溫度場來確保地面管線內(nèi)的溫度，既可保證輸油能力，達到平穩(wěn)、正常生產(chǎn)的目的，又為電加熱桿低溫間歇加熱提供了充分條件。

2.2.3各單井實施間歇加熱后噸油耗電對比

通過對三個階段生產(chǎn)數(shù)據(jù)、電量數(shù)據(jù)以及耗電進行統(tǒng)計、匯總、分析，發(fā)現(xiàn)：節(jié)電效果較好的為第二、三階段，產(chǎn)油量較高，噸油耗電最少；而第一階段也達到了預期的節(jié)電效果，噸油耗電也控制在合理的范圍之內(nèi)。

2.3影響電加熱桿耗電的因素分析

導致電加熱桿井耗電高的主要因素為加熱電流不合理，加熱制度不合理，導致電加熱桿用電量大。

2.3.1加熱電流的影響

根據(jù)原油的性質(zhì)分析，原油在井筒里上升的過程中，由于井筒溫度的降低，原油中的蠟析出并附著在桿管壁上，稠油井稠油的粘度逐漸升高，都會增加抽油桿的摩擦力，使抽油機的負荷增大。為了不影響油井的正常生產(chǎn)，在沒摸索合理電流之前，加熱電流普遍偏高，導致耗電量增加。

2.3.2加熱制度的影響為了研究加熱制度對耗電的影響，我們以馬209K為例。馬209K電加熱桿作用為清防蠟。在第一階段電加熱桿間開制度為每周開1天，在4月15日測試的結果與之前的對比，發(fā)現(xiàn)最大載荷由63上升到75，上下行電流也由35/23上升至41/25，有明顯的變化。按照制定的制度表進行摸索，第二階段和第三階段的最大載荷均在70KN以上。說明清防蠟效果并不明顯。在第四階段最大載荷基本穩(wěn)定在67KN左右，電流在28/22左右。說明在“每天開12h”的制度下清防蠟效果較好。

3、 技術創(chuàng)新點

3.1對于原油粘度高、原油含蠟重的井可配合加降粘劑或防蠟降凝冷輸劑，降粘、清蠟效果更明顯。

3.2對于使用電加熱桿的井，應根據(jù)含水的變化，實時調(diào)整間開周期和電流大小，將抽油系統(tǒng)的能耗降至最低。

4、 結論與認識

4.1電加熱桿基于電流的趨膚效應使電桿表面產(chǎn)生熱量，降低原油的粘稠度，使原油溫度高于結蠟點，改善原油在井筒中的流動能力，較大程度的提高了產(chǎn)量。

4.2電加熱桿井合理的優(yōu)化輸入電流及間開周期，最大程度發(fā)揮電加熱桿清防蠟和降粘的作用，同時降低電加熱桿加熱過程中電費的發(fā)生。

4.3油管的結蠟程度或者原油的粘稠度可根據(jù)產(chǎn)液量、油套壓和功圖變化判斷，一旦發(fā)現(xiàn)結蠟或稠油影響，應改變現(xiàn)有的加熱制度及輸入電流的大小。

4.4電纜在三通處和抽油機支架處容易發(fā)生磨斷，應按時巡檢及時檢修。