秦和利（大慶油田有限責(zé)任公司生產(chǎn)運行與信息部）

1 現(xiàn)狀

根據(jù)油井供排理論，隨著不斷的開采，地層能量逐漸的降低，生產(chǎn)壓差逐漸變小，產(chǎn)液量逐漸降低，而抽油機(jī)的工作制度沒有變化的情況下抽油泵的排量沒有變化，抽油機(jī)井就會出現(xiàn)供液不足現(xiàn)象，針對供液不足井采取調(diào)小參數(shù)或者間抽措施，就能達(dá)到較好的節(jié)能效果，所以只有供液不足抽油機(jī)井才具有節(jié)能潛力。統(tǒng)計某作業(yè)區(qū)正常生產(chǎn)抽油機(jī)井560口，其中供液不足井23口，僅占開井?dāng)?shù)的4.1%，說明隨著注水調(diào)整和節(jié)能措施逐年實施，供液不足井?dāng)?shù)不斷減少，造成抽油機(jī)井節(jié)能潛力非常小[1-4]。

2 工作制度與能耗關(guān)系理論分析

為降低生產(chǎn)運行能耗，控制耗電量，增加供液不足井?dāng)?shù)是節(jié)能挖潛的關(guān)鍵。使一口正常生產(chǎn)且供液充足抽油機(jī)井出現(xiàn)供液不足現(xiàn)象，可以通過采取換大泵徑、調(diào)大沖程、調(diào)大沖次增加理論排量，在注入端沒有變化的情況下，使其出現(xiàn)供液不足，然后采取間抽措施，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，下面對三種不同工作制度與能耗的關(guān)系進(jìn)行理論分析。

2.1 增大泵徑

假設(shè)抽油機(jī)井的其它參數(shù)不變，泵徑增大后，單沖程排量增加，達(dá)到相同產(chǎn)液量生產(chǎn)所需的時間減少，抽油機(jī)井做功次數(shù)減少；增大抽油機(jī)井的泵徑雖然增大了單個沖程的排量，但由于增大泵徑后單沖程對井下的阻力無直接影響，且對單個沖程中地面部分消耗的功耗影響很小，將其忽略不計，所以增大抽油機(jī)井的泵徑后，在一定時間內(nèi)產(chǎn)生的理論排量與連抽時理排保持不變進(jìn)行間抽，可以達(dá)到節(jié)能的效果[5-6]。

2.2 增大沖程

假設(shè)抽油機(jī)井的其它參數(shù)不變，沖程增大后，單沖程排量增加，達(dá)到相同產(chǎn)液量生產(chǎn)所需的時間減少，抽油機(jī)井做功次數(shù)減少；因為抽油機(jī)井的沖程增大，單沖程井下阻力做功的距離增大，井下阻力消耗的功耗增大，但在日產(chǎn)液量不變的前提下，抽油機(jī)井摩擦阻力日所消耗的功耗不變，又由于增大抽油機(jī)井的沖程對單個沖程中地面部分的功耗影響很小，將其忽略不計，所以增大抽油機(jī)井的沖程后，在一定時間內(nèi)產(chǎn)生的理論排量與連抽時理論排量保持不變進(jìn)行間抽，可以達(dá)到節(jié)能的效果[7-8]。

2.3 增大沖次

假設(shè)抽油機(jī)井的其它參數(shù)不變，沖次增大后，單沖程排量保持不變，達(dá)到相同產(chǎn)液量生產(chǎn)所需的時間減少，但抽油機(jī)井做功次數(shù)不變；由于單沖程中并未改變井下的阻力大小以及地面部分各部位的阻力大小，所以增大抽油機(jī)井的沖次后，在一定時間內(nèi)內(nèi)產(chǎn)生的理論排量與連抽時理論排量保持不變，實行間抽不能達(dá)到節(jié)能的效果。

3 改變工作制度選井原則

為了便于潛力井篩選，制定了換大泵徑后間抽潛力井的選井原則：正常生產(chǎn)時必須是供液充足狀態(tài)，無供液不足現(xiàn)象，排除其他因素影響；抽油泵泵徑小于57 mm。抽油機(jī)機(jī)型以6型機(jī)為主，考慮最大載荷限制，換后泵徑不能大于57 mm，換大泵徑后，有功功率、裝機(jī)功率等都會變大，更換前必須考慮現(xiàn)有電動機(jī)、自動配電箱是否能滿足需求，如不能滿足需及時更換，做好提前預(yù)判，防止換大泵徑后不能生產(chǎn)；已發(fā)生泵況變差或臨近檢泵周期。為避免發(fā)生大量額外作業(yè)費用，盡量選擇需要作業(yè)或即將作業(yè)的井作為潛力井，減少單井作業(yè)井次，節(jié)省作業(yè)費用，提高換大泵徑后間抽的經(jīng)濟(jì)效益。

同時又制定了調(diào)大沖程后間抽潛力井的選井原則：正常生產(chǎn)時必須是供液充足狀態(tài)，無供液不足現(xiàn)象，排除其他因素影響；實際沖程小于理論最大沖程。為保證沖程有上調(diào)空間，增加理論排量，現(xiàn)場實際沖程不能大于理論最大沖程；地面拖動設(shè)備滿足需求。調(diào)大沖程后，有功功率、裝機(jī)功率等都會變大，更換前必須考慮現(xiàn)有電動機(jī)、自動配電箱是否能滿足需求，做好提前預(yù)判，如不能滿足需及時更換，防止調(diào)大沖程后不能生產(chǎn)。

4 配套自動配電箱安全設(shè)施

根據(jù)均勻供采的要求，應(yīng)將間抽周期盡量縮短，所以利用現(xiàn)有設(shè)備自動間抽配電箱（即不停機(jī)間抽配電箱）來實現(xiàn)短周期間抽[9]。自動間抽配電箱能實現(xiàn)自動啟停，且停機(jī)時小幅度擺動，非靜止?fàn)顟B(tài)，但也存在一定的安全隱患，為降低自動配電箱安全風(fēng)險，防止人、物受到傷害，配套自動配電箱安全設(shè)施，消除安全隱患，具體采取四種安全防護(hù)措施：加裝抽油機(jī)圍欄等防護(hù)裝置，四周全部封閉；設(shè)立醒目安全警示；加強(qiáng)崗位員工操作培訓(xùn)；加大平衡塊擺動角度。通過上述安全防護(hù)措施的實施，自動間抽安全隱患得到了消除，為改變工作制度后間抽工作的開展，提供了重要設(shè)備的支持[10]。

5 現(xiàn)場試驗

在自動間抽配電箱安全的情況下，選取9口井改變工作制度進(jìn)行現(xiàn)場試驗，現(xiàn)場安裝電表計量，監(jiān)測不同狀態(tài)下的電量和產(chǎn)液量變化，與理論分析驗證。

5.1 換大泵徑后間抽

選取3口井進(jìn)行換大泵徑試驗，1#井泵徑由44 mm換大為57 mm，沖程、沖次不變，利用自動間抽配電箱，以24 h內(nèi)產(chǎn)理論排量與原理論量相等間抽，采用間抽制度停2 min抽3 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降44.1 kWh，節(jié)電率為36.4%，1#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比見表1。

表1 1#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.1 Comparison of intermediate pumping data after replacing the pump in Well 1#

2#井泵徑由38 mm換大為44 mm，采用間抽制度停1 min抽3 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降24.2 kWh，節(jié)電率為22%，2#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比見表2。

表2 2#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.2 Comparison of intermediate pumping data after replacing pump in Well 2#

3#井泵徑由44 mm換大為57 mm，采用間抽制度停2 min抽3 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降47.7 kWh，節(jié)電率為35%，3#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比見表3。

表3 3#井換大泵后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.3 Comparison of intermediate pumping data after replacing the pump in Well 3#

3口井換大泵徑試驗井，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，合計日耗電下降116 kWh，節(jié)電率為31.6%。

5.2 調(diào)大沖程后間抽

選取3口井進(jìn)行上調(diào)沖程試驗，4#井沖程由1.8 m上調(diào)到2.5 m，泵徑、沖次不變，利用自動間抽配電箱，以24 h內(nèi)產(chǎn)生的理論排量與原理論排量相等間抽，采用間抽制度停2 min抽5 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降14.9 kWh，節(jié)電率為14%，4#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比見表4。

表4 4#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.4 Comparison of interval pumping data after the adjustment of large stroke in Well 4#

5#井泵徑?jīng)_程由1.4 m上調(diào)到2.5 m，采用間抽制度停3 min抽5 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降17.7 kWh，節(jié)電率為17.6%，5#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比見表5。

表5 5#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.5 Comparison of interval pumping data after the adjustment of large stroke in Well 5#

6#井泵徑?jīng)_程由1.8 m上調(diào)到2.5 m，采用間抽制度停2 min抽3 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電下降16.5 kWh，節(jié)電率為15%，6#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比見表6。

表6 6#井調(diào)大沖程后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.6 Comparison of interval pumping data after the adjustment of stroke in Well 6#

3口調(diào)大沖程試驗井，通過現(xiàn)場電表連續(xù)監(jiān)測，合計日耗電下降49.1 kWh，節(jié)電率為15.5%，與理論分析相符。

5.3 調(diào)大沖次后間抽

另外又選取3口井進(jìn)行上調(diào)沖次試驗，7#井沖次由4.2次/min調(diào)大到6.7次/min，泵徑、沖程不變生產(chǎn)，利用自動間抽配電箱，以24 h內(nèi)產(chǎn)生的理論排量與原理論排量相等間抽，采用間抽制度停3 min抽5 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電增加5.4 kWh，7#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比見表7。

表7 7#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.7 Comparison of interval pumping data after the adjustment and flushing in Well 7#

8#井沖次由4次/min調(diào)大到6次/min，采用間抽制度停1 min抽2 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電增加5.2 kWh，8#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比見表8。

9#井沖次由4.5次/min調(diào)大到7次/min，采用間抽制度停9 min抽16 min，現(xiàn)場通過電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電增加5.1 kWh，9#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比見表9。

表8 8#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.8 Comparison of interval pumping data after the adjustment and flushing in Well 8#

表9 9#井調(diào)大沖次后間抽數(shù)據(jù)對比Tab.9 Comparison of interval pumping data after the adjustment and flushing in Well 9#

3口井調(diào)大沖次試驗井，通過現(xiàn)場電表連續(xù)監(jiān)測，日耗電增加15.7 kWh，電量基本無變化。

6 現(xiàn)場應(yīng)用效果及前景

經(jīng)過階段推廣應(yīng)用，共實施換大泵徑后間抽23口井，上調(diào)沖程后間抽56口井，年實現(xiàn)累計節(jié)電57×104kWh，每度電按0.6元計算，年可節(jié)約電費34萬元，經(jīng)濟(jì)效益明顯，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。

經(jīng)統(tǒng)計正常生產(chǎn)的508口抽油機(jī)井，具有換大泵徑后間抽潛力井158口，調(diào)大沖程后間抽潛力井136口，總共占正常生產(chǎn)抽油機(jī)井的57.9%，具有廣泛的應(yīng)用前景。

7 結(jié)論

抽油機(jī)井在一定的生產(chǎn)壓差下，增大泵徑、調(diào)大沖程后，在日產(chǎn)液不變的前提下，由連續(xù)運行改為間抽生產(chǎn)制度，節(jié)電率分別達(dá)到31.6%、15.5%，具有較好的節(jié)能效果。抽油機(jī)井在一定的生產(chǎn)壓差下，增大沖次后，在日產(chǎn)液不變的前提下，由連續(xù)運行改為間抽生產(chǎn)制度，耗電量基本保持不變，無節(jié)能效果。改變工作制度后間抽，為建設(shè)效益型油田，增添了新的節(jié)能技術(shù)手段，具有廣泛的推廣前景。