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摘要:提高系统效率是一项长期、基础、综合的工作,对节约能耗和提高经济效益有很大好处。从以上分析可以看出,提高系统效率的主要工作是加强管理(技术管理、生产管理)。技术管理包括机杆泵的选择、地面抽汲参数的调整、检泵作业、调平衡及各种节能设施的应用;各项生产管理工作的好坏直接影响系统效率的高低。为此,要从加强基础的管理工作做起,努力提高管理水平及系统效率。
关键词:机采井;系统效率;系统效率
影响抽油机的系统效率因素很多,地层压力、含水、气油比、粘度、油水界面、砂、蜡、气、等的变化都会影响抽汲参数,地面设备相应参数也随之改变(悬点载荷、电流、平衡率、电机输入功率等)。在保证生产情况下全面优化各参数,从而提高抽油机井的系统效率。
一、系统效率
系统效率包括日产液量、动液面、油压、套压和耗电量(电流、电压、有功功率)等多项参数。在抽油机井正常工作条件下,采用电参数分析仪,测试抽油机井的有功功率等数据,进而计算出抽油机的系统效率。目前,统计A矿共有抽油机井781口,普测井系统效率测试井数为694口,除去液面在井口的井,平均系统效率为23.9%,系统效率在15%以下的井为223口,占测试井数的35.8%,要提高A矿系统效率的整体水平,重点要提高这部分“低效井”的系统效率,使其参数合理。
二、影响因素
1原油物性
原油组分中,如果重质(指胶质、沥青质和蜡质)含量越高,举升液体过程中需要克服的摩擦阻力越大,电机的耗量也就越大。在各种条件相同的情况下,这种井的系统效率也就越低。
2泵况影响
泵况好的井与泵况差的井(泵况差是指泵漏失井),在耗电量上尽管有差距,但耗电量的减小不与泵漏失量成比例关系,同时由于泵况变差,油井的产液量下降动液面上升,致使产液量与举升高度之积变小,系统效率下降,有时系统效率可能降至为零。因而泵况好的井系统效率高于泵况差的井。
3电机本身
从理论上讲,将一定量的液量从井底举升到地面,所消耗的能量将会是一定的,但是,在生产中电机实际消耗的功率将会远远大于这一能量。主要原因除去各运转部的工作效率的影响之外,有两个方面:①电机本身将会消耗一部份能量,这一部份的能量起到为电机运转的励磁作用;②电机有一部份空载能量消耗。
4供液状况和抽油机参数
如果抽油泵泵径选择的合理,地面参数选择的合理,抽油泵下入深度也非常合理,这样不仅能够保证油层与抽油泵之间的供采平衡,同时也将会得到较高的系统效率。相反,一旦各种参数都是不合理的,将会出现供大于采或采大于供的情况,前者会导致产液量相对偏低,举升高度相对偏小,系统效率较低。后者尽管有较高的产液量,但出现供液不足的状况,致使能耗很大,系统效率也会较低。
5抽油杆摩擦
抽油时,抽油杆在下冲程中,要产生弯曲,使抽油杆与油管间产生摩擦力。上冲程时,抽油杆向上,摩擦力作用方向向下,摩擦力增加悬点载荷;下冲程时,抽油杆向下,摩擦力作用方向向上,摩擦力减小悬点载荷。由于摩擦力加大了载荷变化幅度,扩大了示功图面积,从而增加了损失功率,降低了系统效率。
6下泵深度
抽油杆柱与液体间的粘滞摩擦功与下泵深度、原油粘度、抽油杆运动速度的平方成正比。随着下泵深度的增加,摩擦损失功率增大,导致系统效率的下降。
7抽油机工作状况
抽油机“五率”对系统效率有一定影响,平衡状况、润滑状况、对中状况越好,能耗将越低,则系统效率越高。
三、提高抽油机系统效率的方法
1换大泵井系统效率变化。统计A矿抽油机井共换大泵47井次,对其中7井次进行测试对比。对比表明,换大泵前这7口井的平均系统效率为13.52%,换大泵后,平均系统效率上升到34.09%,系统效率提高了20.57%,与措施前对比,平均日产液上升了23t,平均举升高度提高了410.2m,节电56.41%。换大泵后,节电效果明显。换大泵的井,换泵前通常沉没度过大,有很多井液面在井口,换大泵后,不仅产液量增加,而且沉没度下降,举升高度升高,系统效率大幅度提高。
2换大机型井系统效率变化。统计A矿换大机型14井次,对其中的2井次进行测试对比,对比表明,换型前2口井的平均系统效率为14.9%,换型后,平均系統效率上升到55.3%,系统效率提高了40.4%,与措施前对比,平均日产液上升了33t,平均举升高度提高了173.74m,节电85.36%。
3上调参井系统效率变化。统计A矿抽油机井共上调参97井次,对其中的10井次进行测试对比,对比表明,上调参前这10口井的平均系统效率为8.69%,上调后,平均系统效率上升到14.05%,提高了5.36%,与措施前对比,平均日产液上升了12t,平均举升高度提高了81.1m,节电38.16%。
四、总结
1.地面设备选型
继续推广节能抽油机和节能电机,保证设备配套系统的完善工作,保证系统效率的较高起点;从设备上彻底改善设备对系统效率的影响。
2.杆柱优化设计
在保证工作制度不变的条件下,在保证杆柱应力范围控制在65%—85%的基础上,合理使用Φ19mm+Φ22mm两级杆柱组合,降低当量杆径(相同直径抽油杆数量)。
3.生产参数优选
结合油层的出液情况及时调整工作制度;按照上调冲程下调冲次、最后调整泵径的原则进行。
4.日常管理
(1)全面做好油、水井资料录取工作。坚决杜绝假资料,加强油、水井巡回检查工作,加强教育员工认识水井的重要性,保证注够水、注好水,从而保证地层的供液能力。结合资料及时发现不正常井、及时提出调整措施,对于注水见效、动液面上升或产量下降、供液不足、工作制度不合理的及时调整,保持生产井合理的生产压差。
(2)平衡度的调整。平衡度是保证系统效率的重中之重。加强井组员工录取电流的及时性、准确性、真实性,对于平衡率差的抽油机及时上报,调整后保证平衡率在85%--100%之间。
(3)油井的日常加药管理。严格按周期加药是保证油井防垢、结垢的重要手段之一,严格按规定要求保质保量。
结论
①设备选型,可采取更换小功率电机、更换小机型抽油机等措施来提高机采系统效率;②生产管理,可通过加强五率调整、皮带盘根松紧度调整等措施来提高机采系统效率;③工程管理,可通过对供液能力不足井及时进行抽汲参数调整、加强电流监测及时对结蜡井进行热洗等措施来提高系统效率;④在现有基础上,需加强节能设备应用,如下步准备使用的电机多功能调速装置、节能电机等,来提高机采井系统效率。
参考文献:
[1]王磊。浅谈提高抽油机井系统效率认识[J]。经营管理者,2014,(6)。
[2]朱益飞。系统效率不合格油井的治理措施及效果[J]。石油石化节能,2014,(2)。
关键词:机采井;系统效率;系统效率
影响抽油机的系统效率因素很多,地层压力、含水、气油比、粘度、油水界面、砂、蜡、气、等的变化都会影响抽汲参数,地面设备相应参数也随之改变(悬点载荷、电流、平衡率、电机输入功率等)。在保证生产情况下全面优化各参数,从而提高抽油机井的系统效率。
一、系统效率
系统效率包括日产液量、动液面、油压、套压和耗电量(电流、电压、有功功率)等多项参数。在抽油机井正常工作条件下,采用电参数分析仪,测试抽油机井的有功功率等数据,进而计算出抽油机的系统效率。目前,统计A矿共有抽油机井781口,普测井系统效率测试井数为694口,除去液面在井口的井,平均系统效率为23.9%,系统效率在15%以下的井为223口,占测试井数的35.8%,要提高A矿系统效率的整体水平,重点要提高这部分“低效井”的系统效率,使其参数合理。
二、影响因素
1原油物性
原油组分中,如果重质(指胶质、沥青质和蜡质)含量越高,举升液体过程中需要克服的摩擦阻力越大,电机的耗量也就越大。在各种条件相同的情况下,这种井的系统效率也就越低。
2泵况影响
泵况好的井与泵况差的井(泵况差是指泵漏失井),在耗电量上尽管有差距,但耗电量的减小不与泵漏失量成比例关系,同时由于泵况变差,油井的产液量下降动液面上升,致使产液量与举升高度之积变小,系统效率下降,有时系统效率可能降至为零。因而泵况好的井系统效率高于泵况差的井。
3电机本身
从理论上讲,将一定量的液量从井底举升到地面,所消耗的能量将会是一定的,但是,在生产中电机实际消耗的功率将会远远大于这一能量。主要原因除去各运转部的工作效率的影响之外,有两个方面:①电机本身将会消耗一部份能量,这一部份的能量起到为电机运转的励磁作用;②电机有一部份空载能量消耗。
4供液状况和抽油机参数
如果抽油泵泵径选择的合理,地面参数选择的合理,抽油泵下入深度也非常合理,这样不仅能够保证油层与抽油泵之间的供采平衡,同时也将会得到较高的系统效率。相反,一旦各种参数都是不合理的,将会出现供大于采或采大于供的情况,前者会导致产液量相对偏低,举升高度相对偏小,系统效率较低。后者尽管有较高的产液量,但出现供液不足的状况,致使能耗很大,系统效率也会较低。
5抽油杆摩擦
抽油时,抽油杆在下冲程中,要产生弯曲,使抽油杆与油管间产生摩擦力。上冲程时,抽油杆向上,摩擦力作用方向向下,摩擦力增加悬点载荷;下冲程时,抽油杆向下,摩擦力作用方向向上,摩擦力减小悬点载荷。由于摩擦力加大了载荷变化幅度,扩大了示功图面积,从而增加了损失功率,降低了系统效率。
6下泵深度
抽油杆柱与液体间的粘滞摩擦功与下泵深度、原油粘度、抽油杆运动速度的平方成正比。随着下泵深度的增加,摩擦损失功率增大,导致系统效率的下降。
7抽油机工作状况
抽油机“五率”对系统效率有一定影响,平衡状况、润滑状况、对中状况越好,能耗将越低,则系统效率越高。
三、提高抽油机系统效率的方法
1换大泵井系统效率变化。统计A矿抽油机井共换大泵47井次,对其中7井次进行测试对比。对比表明,换大泵前这7口井的平均系统效率为13.52%,换大泵后,平均系统效率上升到34.09%,系统效率提高了20.57%,与措施前对比,平均日产液上升了23t,平均举升高度提高了410.2m,节电56.41%。换大泵后,节电效果明显。换大泵的井,换泵前通常沉没度过大,有很多井液面在井口,换大泵后,不仅产液量增加,而且沉没度下降,举升高度升高,系统效率大幅度提高。
2换大机型井系统效率变化。统计A矿换大机型14井次,对其中的2井次进行测试对比,对比表明,换型前2口井的平均系统效率为14.9%,换型后,平均系統效率上升到55.3%,系统效率提高了40.4%,与措施前对比,平均日产液上升了33t,平均举升高度提高了173.74m,节电85.36%。
3上调参井系统效率变化。统计A矿抽油机井共上调参97井次,对其中的10井次进行测试对比,对比表明,上调参前这10口井的平均系统效率为8.69%,上调后,平均系统效率上升到14.05%,提高了5.36%,与措施前对比,平均日产液上升了12t,平均举升高度提高了81.1m,节电38.16%。
四、总结
1.地面设备选型
继续推广节能抽油机和节能电机,保证设备配套系统的完善工作,保证系统效率的较高起点;从设备上彻底改善设备对系统效率的影响。
2.杆柱优化设计
在保证工作制度不变的条件下,在保证杆柱应力范围控制在65%—85%的基础上,合理使用Φ19mm+Φ22mm两级杆柱组合,降低当量杆径(相同直径抽油杆数量)。
3.生产参数优选
结合油层的出液情况及时调整工作制度;按照上调冲程下调冲次、最后调整泵径的原则进行。
4.日常管理
(1)全面做好油、水井资料录取工作。坚决杜绝假资料,加强油、水井巡回检查工作,加强教育员工认识水井的重要性,保证注够水、注好水,从而保证地层的供液能力。结合资料及时发现不正常井、及时提出调整措施,对于注水见效、动液面上升或产量下降、供液不足、工作制度不合理的及时调整,保持生产井合理的生产压差。
(2)平衡度的调整。平衡度是保证系统效率的重中之重。加强井组员工录取电流的及时性、准确性、真实性,对于平衡率差的抽油机及时上报,调整后保证平衡率在85%--100%之间。
(3)油井的日常加药管理。严格按周期加药是保证油井防垢、结垢的重要手段之一,严格按规定要求保质保量。
结论
①设备选型,可采取更换小功率电机、更换小机型抽油机等措施来提高机采系统效率;②生产管理,可通过加强五率调整、皮带盘根松紧度调整等措施来提高机采系统效率;③工程管理,可通过对供液能力不足井及时进行抽汲参数调整、加强电流监测及时对结蜡井进行热洗等措施来提高系统效率;④在现有基础上,需加强节能设备应用,如下步准备使用的电机多功能调速装置、节能电机等,来提高机采井系统效率。
参考文献:
[1]王磊。浅谈提高抽油机井系统效率认识[J]。经营管理者,2014,(6)。
[2]朱益飞。系统效率不合格油井的治理措施及效果[J]。石油石化节能,2014,(2)。