馬坤 范路 宋泓霖 郎立術 劉向東

（勝利油田技術檢測中心）

據(jù)統(tǒng)計，勝利油田目前潛油電泵開井超過1 500口，占總開井數(shù)的6%左右，而其液量占總液量的30%左右，耗電量占提液系統(tǒng)總能耗的30%左右，運行成本明顯高于其他采油方式，存在較大的優(yōu)化降本空間。勝利油田技術檢測中心能源站測試評價發(fā)現(xiàn)潛油電泵井系統(tǒng)效率逐年提高，但也存在兩個問題：單位間系統(tǒng)效率存在特色差異、無法量化潛油電泵井的潛力提升空間及潛力大?。蝗绾卧u價節(jié)能技改方法的經(jīng)濟可行性。

1 總體設計思路

潛油電泵井潛力評價及優(yōu)化設計的主要工作分為三步：首先，建立不同油藏類型的潛油電泵井能量損失模型[1]，并按照“一井一模型”的原則進行模型擬合修正，實現(xiàn)模型與實測功率相對誤差小于5%；其次，以產(chǎn)量不降為邊界，以內部收益率最高為目標，進行降本潛力預測及評價；最后，在潛力評價基礎上開展優(yōu)化設計工作。技術路線如圖1所示。

圖1 技術路線

2 主要研究內容及創(chuàng)新點

2.1 潛油電泵井能量損失模型

建立理論模型：依托油藏參數(shù)、生產(chǎn)工藝參數(shù)運行、地面設備等數(shù)據(jù)，根據(jù)模擬產(chǎn)能預測、多相管流、排出動態(tài)、電力系統(tǒng)4個子模型建立潛油電泵井能量損失模型[2]。

模型修正：根據(jù)每口電泵井的泵排量、揚程等實際情況進行電泵特性、排出系統(tǒng)及流體物性修正，并結合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行模型驗證，滿足誤差精度在5%以內，完成能量損失模型擬合[3]。潛油電泵井能量損失模型如圖2所示。

圖2 潛油電泵井能量損失模型

2.2 以降本潛力“R”為核心的潛力評價體系

在建立能量損失模型的基礎上，提出以降本潛力“R”為核心的潛油電泵井評價指標。

式中：R——降本潛力；

P目前——目前生產(chǎn)狀態(tài)下的電泵井系統(tǒng)輸入功率，kW；

P最佳——相同產(chǎn)量下能耗最低電泵井系統(tǒng)對應的輸入功率，kW；

T周期——回本周期（近似使用平均檢泵周期），h；

A——實時電費，元；

C投入——投入成本（作業(yè)、設備、人工），元。

以產(chǎn)量不降為邊界，枚舉滿足產(chǎn)量要求的多種泵深、電動機、揚程等組合，計算每種組合下的運行成本（包括能耗、人工和維護）、操作成本（運行成本+作業(yè)和維修），以及完全成本，計算降本潛力R。

若降本潛力R為負值則沒有效益，不做改造；若為正值則有降本增效潛力。其R值越大，降本潛力越大?！敖当緷摿”是節(jié)能降耗與經(jīng)濟效益的結合，作為油井能耗管理、評價、考核的標準，更加科學、合理，更具可操作性。

2.3 優(yōu)化改造技術研究

以降本潛力R值最大為目標，針對潛油電動機、潛油電泵進行優(yōu)選并合理匹配泵揚程及沉沒度，實現(xiàn)電泵參數(shù)的整體優(yōu)化，從而實現(xiàn)降低潛油電泵綜合能耗，有效延長潛油電泵檢泵周期，減小潛油電泵井躺井率[4]。

電動機功率階梯化技術：針對最佳機-泵匹配階段缺失現(xiàn)狀，優(yōu)化電磁結構設計，完善21 kW等四種規(guī)格電動機，實現(xiàn)電動機功率階梯化[5]。

泵揚程階梯組合技術：針對泵揚程最小臺階單元350 m，組合單一造成揚程溢出，存在能耗浪費的現(xiàn)狀,設計300 m、400 m、500 m 3種揚程單元，搭配組合20余種，實現(xiàn)泵揚程100 m 1個臺階，減少截流損失及成本費用[6]。

3 推廣應用情況及經(jīng)濟效益

2013—2015年連續(xù)3年,先后在勝采、東辛、現(xiàn)河、河口4個開發(fā)單位累計完成148個區(qū)塊共985口潛油電泵井模型建立和降本潛力評價工作。2016—2017年篩選364口潛力井進行優(yōu)化設計，并完成260口電泵井優(yōu)化改造。實施優(yōu)化改造后，平均日耗電降低145.7 kWh，平均泵掛提高101 m，沉沒度減少314 m，系統(tǒng)效率上升3.5%，噸液耗電對比下降8.7%。同時延長檢泵周期50 d/a，每年減少躺井24井次。

4 結論

應用潛油電泵井潛力評價及優(yōu)化設計，可對潛油電泵井進行優(yōu)化改造并達到了較好的預期效果。目前潛油電泵井模型覆蓋勝采等4個油田區(qū)塊，未覆蓋海上大排量油藏類型,未考慮在線閉環(huán)優(yōu)化控制。新節(jié)能技術及產(chǎn)品的應用，將有助于該項目的進一步開展及提升。