劉昱瑭 胡文超 王劍平 夏勛

摘 ?要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，油田開采也取得明顯的效果，在油田逐漸進(jìn)入開發(fā)中后期，原油開采的成本明顯提升，深入挖潛、降低單耗成為抽油井實(shí)現(xiàn)持續(xù)性工作的重點(diǎn)。抽油機(jī)作為抽油井工作主要能耗設(shè)備，其工作效率會(huì)受到多種因素的影響，而且還能體現(xiàn)出整體抽油井的工作水平。對(duì)此，本文主要分析抽油井能耗現(xiàn)狀，分析影響抽油井單耗的因素，并提出降低抽油井單耗的治理思路與措施。

關(guān)鍵詞：抽油井;單耗;治理;思路與措施

引言

通常油田開采進(jìn)入高含水后期之后，摘要對(duì)薄差層和難開采層進(jìn)行開采，每年的低產(chǎn)井?dāng)?shù)量逐漸增加。隨著三次加密井的投產(chǎn)和運(yùn)行，低產(chǎn)井?dāng)?shù)量還在持續(xù)增加，噸油成本也隨之提升。對(duì)于油田持續(xù)性發(fā)展而言，實(shí)現(xiàn)抽油井單耗降低，是全面降低成本的主要策略，以機(jī)械采油方式為主的機(jī)采成本消耗在油田生產(chǎn)成本中含有很大的比重。其中，機(jī)采能耗和井下維護(hù)作業(yè)費(fèi)用占到整體油田開采成本消耗的80%以上。因此，必須降低抽油井單耗，才能實(shí)現(xiàn)抽油井治理，減少開采成本。

一、抽油井能耗現(xiàn)狀

通常抽油井的整體作業(yè)系統(tǒng)主要是從油藏到地面分離器之間的整個(gè)油井抽取系統(tǒng)，主要有井下和地面設(shè)備所構(gòu)成。井下設(shè)備包括抽油桿、抽桿泵以及相關(guān)附件，地面設(shè)備包括抽油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、以及電力系統(tǒng)等。通常抽油井產(chǎn)生的能耗主要分為兩方面，第一是在提升液量時(shí)所需要的有效功，第二是在克服各種阻力之后產(chǎn)生的無效功。從損失功率方面分析，井下功率損失也分為兩部分，分別為原油粘滯損失和滑動(dòng)損失，這些功率損失會(huì)受到抽桿泵工作效率、泵掛深度、原油性質(zhì)等方面因素的影響。地面損失功率主要會(huì)受到抽油桿上下荷載、電動(dòng)機(jī)工作效率等方面因素的影響。要想提升抽油井的工作效率，必須將井下和地面設(shè)備協(xié)同起來進(jìn)行。但是，不管哪一方面出現(xiàn)了問題，都會(huì)對(duì)整體采油效果造成影響。隨著目前油田抽油井?dāng)?shù)量的不斷增多，抽油井能耗問題也是最主要的能源消耗問題，分析相抵抽油井單耗的治理措施有著重要意義。

二、影響抽油井單耗的因素

（一）采油方式

通常抽油井抽油系統(tǒng)中主要采用電潛泵、有桿泵、螺桿泵三種采油方式，其中使用較多的為有桿泵，在采油過程中，由于井下抽油泵的載荷會(huì)產(chǎn)生變化，不能和地面機(jī)采設(shè)備實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，這就在一定程度上增加了機(jī)采的能量損耗，降低整體采油的效率。對(duì)于螺桿泵而言，主要由井下螺桿泵和地面設(shè)備所構(gòu)成，一般螺桿泵的工作效率比較高，而且還具有一定的節(jié)能作用，體積較小，但是在具體應(yīng)用過程中維護(hù)起來具有一定難度，而且使用的成本相對(duì)較高。對(duì)于電潛泵來說，其工作效率會(huì)受到電機(jī)和泵的影響，當(dāng)出現(xiàn)電機(jī)和泵的配置不合理時(shí)，整體工作效率也會(huì)下降，增加能耗。

（二）沉沒度

一般抽油泵放置在井內(nèi)會(huì)有一定的深度，抽油泵泵送到地面的是油氣水三者的混合物，沉沒度較大，盡管能夠減少氣相物質(zhì)對(duì)泵的影響，但是隨著抽油桿長(zhǎng)度的不斷增加，抽油桿很容易發(fā)生變形，這就降低了抽油泵的工作效率。與此同時(shí)，由于泵的深度過大，會(huì)導(dǎo)致舉升載荷不斷增加，相應(yīng)的能耗也逐漸變大。假如沉沒度過小，氣相物質(zhì)也會(huì)進(jìn)入到抽油泵中，降低泵的排量系數(shù)，減少抽油泵的工作效率。

（三）電動(dòng)機(jī)

在抽油井中，電動(dòng)機(jī)是最主要的能耗設(shè)備，其能耗問題會(huì)直接對(duì)抽油井作業(yè)效率造成影響。早期油田開采過程中采用的電機(jī)為異步電機(jī)，在異步電機(jī)中，負(fù)載率是對(duì)電機(jī)效率造成影響的關(guān)鍵，只有在額定功率下，產(chǎn)生的功率因數(shù)才能最大，電機(jī)的效率也會(huì)最高。在電機(jī)的負(fù)載率不斷降低的情況，電機(jī)功率因數(shù)也會(huì)降低，相應(yīng)的無功損耗會(huì)明顯增加，從而影響抽油井的作業(yè)效率。

三、降低抽油井單耗的治理思路與措施

（一）應(yīng)用節(jié)能抽油設(shè)備

現(xiàn)階段，在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展下，抽油井采用的抽油設(shè)備也在不斷優(yōu)化和更新，逐漸產(chǎn)生各種節(jié)能型的設(shè)備，而且這些節(jié)能電機(jī)、節(jié)能抽油機(jī)也實(shí)現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。節(jié)能電機(jī)可以選擇超高轉(zhuǎn)差率電機(jī)、多速電機(jī)、永磁同步電機(jī)、雙定子電機(jī)、電磁調(diào)速電機(jī)，節(jié)能抽油機(jī)可以選擇前置性抽油機(jī)、直線電機(jī)抽油機(jī)、雙驢頭抽油機(jī)、異相曲柄平衡抽油機(jī)等等，應(yīng)用這些設(shè)備能夠明顯提升抽油井的作業(yè)效率，減少能耗。因此，在抽油井作業(yè)時(shí)，及時(shí)更換老化、運(yùn)行效率低、能耗高的設(shè)備，要盡可能選擇高效率、節(jié)能的電機(jī)和抽油機(jī)，并保證電機(jī)之間能夠匹配起來，這樣才能起到節(jié)能的目的。

（二）應(yīng)用節(jié)能電控裝置

除了應(yīng)用具有節(jié)能效果的電機(jī)和抽油機(jī)之外，還可以應(yīng)用節(jié)能控制裝置，比如間接控制器、變頻調(diào)速控制器、繼電接觸調(diào)壓控制器等等。采用變頻調(diào)速控制器能夠自動(dòng)對(duì)抽油井中的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，并改變抽油泵排量，促使其和油井產(chǎn)液能力相一致，起到節(jié)能效果。采用繼電接觸調(diào)壓控制其能夠?qū)崿F(xiàn)定子繞組切換，并降低能耗，在應(yīng)用的普通異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上增加繼電接觸器，能夠明顯降低電壓和輸入的功率，并提升負(fù)載率，起到節(jié)能的效果。針對(duì)低孔滲油井，由于其地層的滲流能力有限，抽油機(jī)泵的效率較低，只能采用間開制度才能達(dá)到節(jié)能效果。因此，可以應(yīng)用間抽控制器，實(shí)現(xiàn)人工控制的同時(shí)，還能自動(dòng)控制，對(duì)抽油井作業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，并起到節(jié)能的效果。

（三）生產(chǎn)參數(shù)優(yōu)化

抽油井在作業(yè)過程中產(chǎn)生的生產(chǎn)參數(shù)主要包括泵掛深度、產(chǎn)量、沖次、沖程等，這些生產(chǎn)參數(shù)會(huì)對(duì)整體作業(yè)系統(tǒng)工作效率產(chǎn)生較大的影響。不同生產(chǎn)參數(shù)之間有一定的關(guān)系，不同的生產(chǎn)參數(shù)，系統(tǒng)工作效率可能是千差萬別。因此，在保證抽油井產(chǎn)液能力的情況下，要盡可能選擇泵徑較大，沖程長(zhǎng)，沖次慢的生產(chǎn)參數(shù)，并保證參數(shù)設(shè)置和產(chǎn)液能力相協(xié)調(diào)，這樣才能保證抽油井機(jī)采效率，減少單耗情況發(fā)生。

總結(jié)

總之，隨著油田開采的不斷發(fā)展，抽油井單耗逐漸增加，導(dǎo)致原油開采成本相對(duì)提升，在這種情況下，應(yīng)該應(yīng)用節(jié)能抽油設(shè)備、節(jié)能電控裝置，并對(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而對(duì)抽油井能耗較多的因素進(jìn)行治理，起到降低單耗的效果。

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作者簡(jiǎn)介：劉昱瑭，1988/6/1，男，漢，寧夏同心，大學(xué)本科，油氣田開發(fā)工程師，畢業(yè)院校：西安石油大學(xué)，畢業(yè)專業(yè)：石油工程，研究方向：石油工程。

胡文超，1992/7/9，男，漢，貴州銅仁，大學(xué)本科，油氣田開發(fā)工程師，畢業(yè)院校：中國(guó)石油大學(xué)（華東），畢業(yè)專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)，研究方向：油田化學(xué)。

王劍平，1987/1/20，男，漢，河南扶溝，大學(xué)本科，地面建設(shè)與油氣儲(chǔ)運(yùn)助理工程師，畢業(yè)院校：蘭州理工大學(xué)技術(shù)工程學(xué)院，畢業(yè)專業(yè)：過程裝備與控制工程，研究方向：石油工程。

夏勛，1982/2/11，男，漢，湖北武穴，大學(xué)本科，油氣田開發(fā)工程師，畢業(yè)院校：中國(guó)石油大學(xué)（北京），畢業(yè)專業(yè)：石油工程，研究方向：石油工程。