有效提高油井机采系统效率探讨

刁美琦　刁美峰　朱来麒

【摘要】油井机采系统效率是指整个系统中某一部分或者某一分支的系统效率，是比较单纯的子系统的系统效率，具有较强的可测试性或者计算比较简单。本文主要分析了影响油井机采系统效率的地面系统效率影响因素和地下系统效率的影响因素，并提出了提高油井机采系统效率的有效措施。只有从影响系统效率的各个方面同时着手，才能达到目标，实现节能降耗，降本增效的目的。

【关键词】机采系统效率  提升措施  探讨

系统效率分为广义的系统效率和狭义的系统效率，所谓广义的系统效率是指整个石油化工系统的系统效率，它包括釆油系统效率、集输系统效率和炼油系统效率，整个广义系统的系统效率，测量或计算比较困难;狭义的系统效率是指整个系统中某一部分或者某一分支的系统效率，是比较单纯的子系统的系统效率，具有较强的可测试性或者计算比较简单。抽油机井系统效率是指地面电能传递给井下液体将液体举升到地面的有效做功能量与系统输入能量之比，系统效率值的高低直接反映一个单位抽油机井管理的好坏，已经成为抽油机井的一样重要指标，它的值每提高一个百分点将为单位，能够节省大量的能源。我们有必要也迫切需要提高抽油机井系统效率。这里结合工作实际进行论述的正是这种整个系统的某一分支，即单口油井的系统效率。

一、影响油井机采系统效率的主要因素分析

油井的系统效率影响因素比较多，主要分为地面和地下两部分。地面部分为油井抽油机系统效率，抽油机各节点对系统效率均有不同程度的影响，其中电机效率影响较大;地下部分影响因素比较多，包括抽油杆和油管的伸缩、泵效和地层因素等，泵效和地层因素影响较为严重。

（一）地面系统效率影响因素

地面系统效率影响因素由抽油机电机效率、皮带的传动效率、抽油机减速箱的效率、抽油机尾轴承效率及毛辫子的效率组成。其中皮带的传动效率可以通过调整皮带的松紧度来进行改变，必须严格的按照操作规程，保证皮带有适当的松紧度，既有利于延长皮带的寿命，又可保证皮带的传动效率;抽油机减速箱、抽油机尾轴承及毛辫子等的效率在抽油机出厂时就已经确定，虽然经过长期的使用，效率有所降低，在一定时间之内可以认为是不变的，唯一变化较大的是电机的效率。电机的额定功率因数一般为09实际在使用过程中，由于油井的不确定因素，如日产液量、原油黏度、含水率和温度等的影响，电机的功率因数一般为0.3～0.6之间，对抽油机的效率影响较为明显。

目前使用的稀土永磁三相异步和配套的变频控制柜，解决了抽油机电机的启动功率较大，正常运转功率较小的问题，但是电机的有效功率仍然远小于电机的额定功率，动力系统的系统效率仍然很低，虽然在节能方面取得了一定的效果，但系统效率没有明显提升，同时每套设备成本价约为10万元人民币，不利于大面积推广;通过试验一种双功率电动机，该电机接线方式有两种，其功率分别为17KW和11KW，我队的抽油机根据日耗电统计情况分析，电机的有效功率8.3KW，抽油机的启动功率达到20KW左右，该电动机是在改变接线方式的情况下实行功率转换的，因此仍不能满足生产实际需要，如果将其改进为两种接线方式同时接好，通过补偿器或者转换开关进行功率轉换，使电动机在两个功率之间可任意转换，这样就可以解决启动功率大运转功率小的问题，可以大幅提升电动机的使用效率，使抽油机系统效率得到大幅提升。我们还要根据计量站的日产液量和外输干压提高外输系统效率。计量站外输干压过高超过1Mpa，则单井井口回压会达到1.2Mpa，甚至更高，在计量站外输干压较高的外输线上安装满足该站排量要求的管道泵，降低外输干压，使干压保持在04～0.6Mpa之间，单井井口回压会降至0.6-0.9Mpa之间，同样在提升外输系统效率的同时可以降低单井的回压，增加单井产液量，提高单井系统效率，抽油机耗电也会下降，达到降本增效的目的。

（二）地下系统效率的影响因素

地下的影响因素则包括泵效和地层原因。泵效的计算公式为：n=Q/Q，其中n表示泵效，Q表示泵的实际排量，Qt表示泵的理论排量。实际排量越大，泵效约高。根据对油井的分析，影响泵效的因素分为一下三大方面。一是地质因素，包括油井出砂、气体的影响、油井结蜡、原油粘度高和原油中含腐蚀性物质;二是设备因素，包括活塞的有效冲程、泵的制造质量和安装质量;三是工作方式的影响，指的是抽油机的抽汲参数选择不合理。

二、提高油井机采系统效率的有效措施

提高泵效的措施：

（一）地层方面的措施

①对于注水开发的油田，加强注水，保持油层能量高，井中液面高，保证油井高产稳产;②采取有效的防砂措施，减轻砂粒对泵的磨损，减小漏失的影响。

（二）井筒方面的措施

①选择合理的工作方式。对粘度不大的常规抽油机井选用大冲程、小泵径、小冲次，这样既可减小气体影响，又可减小悬点的交变载荷;对于原油比较稠的井，一般选用大冲程，大泵径，小冲次，可以减小原油经过阀座孔的阻力及原油与管柱和杆柱之间的阻力;对于连抽带喷的井，则采用大冲程大泵径、大冲次，快速抽汲，可憎大对井的诱喷能力。②确定合理的下泵深度和合理的沉没度。③使用油管锚减小冲程损失。④采用井下油气分离和井口自动放套管气装置减轻气体影响。

（三）设备方面和管理方面的措施

改善泵的结构提高泵效，针对出砂结蜡油稠等应用特殊的稠油泵，如抽稠泵、防砂卡稠油泵、环阀式防气抽油泵、液压反馈抽油泵等。改善泵的材料提高泵效，采用耐磨材料加工成的泵可以减轻砂磨引起的漏失，采用耐腐蚀材料加工成的泵可以防止泵受腐蚀引起的漏失和损坏;加强检泵作业质量防止漏失。

三、结束语

总之，对于提高机采系统效率要有关因素的影响，针对相关因素坚持加强设备配套和管理来提高抽油机井系统效率，即在满足油井产量的前提下，以能量消耗最低或机采成本最低为原则通过优化作业井杆柱设计、改造地面配套常规设备和优化油井工作参数等措施提高油井系统效率，达到节能降耗的目标。提高油井的系统效率，需要从多方面共同努力，只有从影响系统效率的各个方面同时着手，才能达到目标，实现节能降耗，降本增效的目的。

参考文献：

[1]李修文.抽油机井系统效率低效井的分析方法[J].油气井测试，2012，（04）.

[2]杨泉疆.抽油井降低系统能耗的综合治理方法[J].内蒙古石油化工，2018，（10）.