大庆油田机采系统能效对标方法探讨

王业开（中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心）

1 概述

能效对标是一种为促进企业绩效的改进和提高而寻找、分析并研究优秀的产品、服务、设计、机器设备、流程及管理实践的系统方法和过程。

能效对标管理是指企业为提高能效水平，与国际国内同行业先进企业能效指标进行对比分析，确定能效标杆指标，通过节能管理和技术措施，达到能效标杆指标或更高能效指标水平的能源管理活动[1]。

目前大庆油田所有机采井的年耗电量近21×108kWh，约占全油田油气生产年耗电量的24%左右，是油田生产主要耗能系统之一。因此，准确深入的了解机采系统能耗现状，将能效对标有效的与机采系统能效管理结合到一起，对今后进行能耗分析并挖掘节能潜力，提高系统能效管理水平有很大意义。

2 机采系统能效对标方法

2.1 对标类型

对标类型分为内部对标和外部对标两种。其中外部对标又可分为竞争性对标、行业对标和一般性对标。

对机采系统进行能效对标选用行业对标和内部对标相结合的方式进行。一方面，搜集资料，寻找生产环境及条件相同或者类似的机采系统进行行业对标；另一方面，油田机采系统由于驱油方式（水驱、聚驱、三元复合驱）、举升方式（抽油机、潜油电泵和螺杆泵）、井深（800～1800m）、渗透率（高、中、低、特低）不同，加之相关信息收集较难，不易找到同等或类似的机采系统进行能效对标。因此要侧重内部对标，可以在宏观上对机采井按区块“定额”对比单耗指标，按井组“横向”对比管理水平；从微观上按单井“纵向”对比节能效果，实现行业和内部结合对标。

2.2 对标指标的确定

2.2.1 指标确定原则

选择确定指标一是要能够反映企业整体能源利用状况能效水平、能够涵盖全部生产流程的指标；二是能够反映主要工艺流程、环节或设备能效水平的指标，多工序能耗主要设备的能源利用效率等指标；三是重要工序设备等的关键性工艺参数指标。

机采系统能效对标的重点是找准影响机采系统能效水平的关键因素（指标）。通过对指标的分析，全面、客观地了解抽油机井产生及能效水平现状；与国际、国内同行业先进指标进行对比分析，找出能效指标差距，明确节能的现实潜力；建立机采系统能效指标体系，提出各项能效指标的定额；确定能效标杆指标，科学合理地分解落实节能目标责任；通过节能管理和技术措施，达到能效标杆指标或更高能效指标水平。从而形成一套系统、完整的工作经验与管理模式来提高节能工作管理水平。

2.2.2 能耗分析及指标确立

机械采油过程所消耗的能量主要包括两大部分，一部分是用于提升所载液体所必须的有效功，另一部分是在举升过程中的损失能量。损失功率包括地面损失功率和地下损失功率两部分。地面损失功率主要与抽油机上、下冲程的平均载荷、杆速、抽油机光杆平均功率和电动机空载功率有关；地下损失功率主要包括黏滞损失功率和滑动损失功率等，主要与原油黏度、泵挂、泵径、泵效、油层物性等因素有关；原油举升过程中还有对生产有益的油气膨胀功率。

机采系统效率是提升所载液柱的有用能量与电动机消耗的总能量之比，综合以上各种因素对能耗过程的影响，反映了机采过程中能量消耗情况，是抽油机一个重要的经济运行指标，目前广泛应用于油田机采系统管理及节能考核中，行业标准将系统效率值作为评价管理水平的主要指标，根据系统效率值来评价各油井、油田的管理水平。

根据构建指标体系的全面性、独立性、通用性、代表性和过程性原则，结合生产及节能监测实际，确定系统效率及吨液单耗为机采系统能效对标的主要指标，通过对比分析，确定机采系统能效对标指标：采出油（气）当量液量用电单耗（kWh/t）、百米吨液（举升）单耗（kWh）、抽油机系统效率（%）、螺杆泵系统效率（%）、潜油电泵系统效率（%）。

2.3 机采系统能效对标依据、统计口径及计算依据

机采系统进行能效对标，主要依据国家、行业的节能法规、制度及节能监测、测试、评价的标准、规范，并结合油田各单位2006—2010年生产能耗及用水的实际进行研究制定。如：GB/T 2589—2008《综合能耗计算通则》、SY/T 6275—2007《油田生产系统节能监测规范》等。

相关指标的计算方法遵照GB 2589—2008《综合能耗计算通则》、SY/T 6722—2008《石油企业耗能用水统计指标计算方法》、SY/T 5264—2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》、《集团公司节能统计指标体系及计算方法（试行）》的有关规定执行。

2.4 对标指标基准值的确定

对标指标基准值的确定具体遵循以下原则：

1）开展企业内部对标时，基准值一般是企业最近几年平均值或最高值，也可能是设备的设计值或经设备性能试验确定的额定工况值。

2）开展行业对标时，基准值一般是同行业的平均水平或先进水平，也可以用国家、行业标准的限定值、节能评价值。

对机采系统进行内部对标时，选用“十一五”期间大庆油田的能效指标最高值作为基准值；行业对标时，选用中国石油天然气集团（以下简称中石油）勘探系统先进企业的平均值作为基准值。

3 能效对标实践

3.1 对标方向

对大庆油田第一采油厂到第十采油厂“十一五”期间机采系统的能耗状况进行对比分析，统计产能建设变化，分析历年来机采系统的能耗变化情况。对机采系统按抽油机、螺杆泵、电泵井分类，分别对“十一五”期间每年的功率因数，单耗指标及系统效率变化情况进行汇总分析，首先进行内部数据对标，按区块对三种举升方式就各指标进行对比分析；其次进行行业对标，对大庆油田机采系统指标水平与标杆企业进行对比分析。

3.2 标杆选定

3.2.1 内部标杆选定

根据大庆油田油藏结构，依据渗透率不同，将油田采油区域分为长垣内部a区块（一～六厂中渗透）和长垣外部b区块（七～十厂低渗透），分别对机采系统进行对标。大庆油田a区块抽油机井系统效率分别以2010年区块监测综合指标最高的采油厂为标杆。

3.2.2 行业标杆选定

从中石油勘探系统各油田2008—2009年机采系统平均单耗指标完成情况数据中看出：大港油田2008和2009年抽油机井平均系统效率为32.76%（2008年33.18%、2009年为32.33%）。大庆油田2008和2009年抽油机井平均系统效率为26.16%（2008年25.66%、2009年为26.56%），2006—2010年平均为24.65%，且呈逐年提高趋势。2010年最高为27.29%，与大港油田平均系统效率32.76%相差5.47个百分点；与标准要求29%的节能评价值相差1.71个百分点。

大港油田抽油机井驱油和举升方式、井深等生产环境与条件同大庆油田长垣内部区块相近，具有可比性。因此，大庆油田可把大港油田抽油机井系统效率作为标杆，找出差距，提高抽油机井的管理和生产水平，实现高效生产。

3.3 对标实践

3.3.1 内部对标

对大庆油田“十一五”期间各指标监测结果按区块与标杆值、标准值进行比对，见表1（○代表达标，●代表不达标）。

3.3.2 行业对标

收集中石油勘探系统历年机采系统总体单耗指标及各油田单耗指标。根据对比分析，选定大港油田系统效率为标杆。

对大庆油田2008—2009年抽油机井系统效率按区块与标杆进行对比，见表2。

某采油厂2010年抽油机井系统效率与标杆比对见表3（○代表达标，●代表不达标）

3.3.3 螺杆泵、电泵井对标

“十一五”期间对螺杆泵、电泵井没有进行系统测试，缺少测试评价数据，因此把标准规定的节能限定值与节能评价值作为目标值与“十一五”期间各厂较高水平的能耗指标进行比较，见表4。

表1 某厂2010年及“十一五”期间抽油机指标a区块与标杆对比

表2 大庆油田2008—2009年抽油机系统效率达标比例对比

表3 大庆油田某厂2010年及“十一五”期间抽油机系统效率与标杆对比

表4 大庆油田某厂“十一五”期间螺杆泵（电泵）单耗指标与标杆对比

4 结束语

能效对标在大庆油田机采系统中的应用是一项繁琐而艰巨的工作，但是在目前油田开发处于保持产量稳定与节能降耗的双重要求下，对油田了解自身能耗情况及未来谋划节能潜力挖掘和结构调整又是十分必要的。

能效对标工作贯穿整个油田企业能耗管理、使用的各个阶段。能耗对标分析的数据主要来源于统计和监测。首先要做好统计分析工作，统计数据要做到及时准确；其次要做好耗能设备的监测工作，监测设备的选定应该结合生产实际，设备运行状况、现场条件等因素进行选定。做好能源消耗的统计和监测基础工作，节能监测评价机构建立并完善油田相关数据指标数据库的建立，对于油田的能耗对标工作是十分重要的。

[1]国家发展和改革委员会资源节约和环境保护司.重点耗能行业能效对标指南[M].北京:中国环境科学出版社,2009:3-15.