提高抽油机井系统效率潜力分析和评价方法研究
提高抽油机采油系统效率研究

提高抽油机采油系统效率研究提高抽油机采油系统效率是石油工业中关注的一个重要问题。
抽油机采油系统是一套用于将地下石油从井底抽出地面的设备和工艺流程,其效率的高低直接关系到石油的产量和生产成本。
本文将从几个方面探讨如何提高抽油机采油系统的效率。
提高抽油机的工作效率是提高整个采油系统效率的关键。
为了提高抽油机的工作效率,可以从以下几个方面入手:1. 选用高效的抽油机:根据油井的条件和需要,选择适合的抽油机。
目前市场上有不同类型的抽油机,如离心式、柱塞式、活塞式等。
根据具体情况选择合适的抽油机类型,可以提高抽油机的工作效率。
2. 优化抽油机的工作参数:通过调整抽油机的工作参数,如泵速、泵冲程、抽油机的入井深度等,可以使得抽油机的工作更加稳定和高效。
3. 加强抽油机的维护和保养:定期对抽油机进行检修和维护,保持抽油机的性能和工作状态良好,可以提高抽油机的工作效率和寿命。
1. 优化钻井工艺: 采用合适的钻井工艺,如合理选取钻头、钻井液和钻进速度等,可以减小井筒直径,缩短钻孔时间,提高抽油机进井作业的效率。
2. 改进注水工艺: 在需要注水的油井中,通过优化注水工艺,如合理选取注水井的位置和注水压力等,可以提高抽油机采油的效率。
注水可以增加油井的压力,提高油层的产能,从而增加采油系统的效率。
采用先进的自动化和信息化技术也是提高抽油机采油系统效率的重要手段。
可以从以下几个方面进行改进:1. 使用自动化控制系统: 针对抽油机以及遥感设备和数据采集系统进行自动化控制,可以提高抽油机的运行效率,减少人工干预。
2. 使用智能监测系统: 对抽油机进行实时监测和故障预警,及时发现和修复问题,可以提高抽油机的工作效率和稳定性。
提高抽油机采油系统效率是一个多方面的工程,需要从抽油机本身和整个采油系统的工艺流程入手,同时结合自动化和信息化技术来进行改进。
通过这些措施的综合应用,可以提高抽油机采油系统的效率,增加石油产量,降低生产成本。
布木格油田提高抽油机井系统效率的方法研究

2 3 机 采参 数选 择对 系统 效率 的影 响 .
一
测试 对 比。结果 表 明 ,执行 间抽 制 度后 单井 平均 系
方面 是确 定合 理 的工 作制 度 ,包 括理 论排 量 统 效率 提 高 25 .%,百 米 吨液耗 电降低 4k , 日耗 Wh
图 1 布 木 格 油 田 抽 油 机 泵 效 与 系 统 效 军 对 比 曲 线
拧 紧 的 圈数 ,根 据数 据 变化 计算 盘 根 松 紧度 对抽 油 选 取 布 5— 0 1 2 、布 5 — 0 2 2 、布 5 — 2 5 2 、布 4 一 8 9 l
4口井 ,取 溶 解 系 数 n= .7 ,取 油 管 中 油 气 两 相 0 6 5 的平 均 密度 04 .。 在 确定 最 佳 沉 没度 后 ,对 上述 4口井 控 制 合理 机 井 能耗 的影 响 。
况 下 ,以光 杆悬 绳 器 为界 ,悬 绳 器 以上 的机 械 传动
◇ 更换 小 功率 节能 电动 机 ; ◇ 永磁 电动机 替代 普通 电动 机 。 对 萨 西油 田抽 油 机永 磁 电 动机 进行 了系统 效率 对 比布 木 格油 田抽油 机 ,萨西 油 田平 均单 井 E t
3 o 2 五
对准率好 的 1 0型抽 油 机 井 做 井 口盘 根 松 紧 度 现 场
试 验 。 以 抽 油 机 盘 根 最 松 状 态 f 根 发 出 轻 微 响 盘
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作 者 简 介 : 王 志 平 , 2 0 年 毕 业 于 西 安 石 油 大 学 ( 油 工 程 专 07 石 业 ) 从 事 油 田 开 发 工 作 , E ma :w nz iig 1 @1 3cr, 地 , — i l a ghpn 59 6 . n o
抽油机井系统效率分析及提高措施探讨

抽油机井系统效率分析及提高措施探讨本文以抽油机井系统效率为研究视角,从影响抽油机井效率的因素出发,探讨如何提高抽油机井系统的效率。
标签:抽油机井系统;效率;分析抽油机井系统,就是对已经被勘探到的油田进行有效的开采,在系统当中的地下设备运行的主要目的就是将油田当中的石油资源吸取出来,然后沿着资源的输送管道运往到系统的地面设备当中进行加工处理。
现阶段,石油资源在生产生活中扮演着越来越重要的角色,这就要求石油企业一定要提高抽油机井系统的效率,进而提高石油资源的开采效率。
1 影响抽油机井系统效率的因素1.1 被抽原料石油资源的形成是需要非常漫长的时间的,而在其形成的过程中,石油资源的质量会受到多种因素的影响,所以原油的品质是各不相同的。
基于此,如果石油资源原油的粘度过高,就会使得系统内部的油井供应液体不足,这样就会导致抽油机设备处于不间断的运行状态,油泵自身的容器不满,抽油机系统不断的重复动作等相关问题,从而也就会使得大量的资源被浪费,降低抽油机井系统的运行效率,同時也会使得系统的磨损程度比较高。
1.2 抽油设备的运行影响抽油机井系统运行的效率的主要因素是抽油机设备的运行,这主要包括两个方面。
第一,外界因素对于设备的影响。
这里所讲的外界因素是指油田内部的气体,在生产实践中为了有效确保抽油机井系统运行的效率,相关工作人员在实践当中,都会将石油抽管深埋到油田当中,从而最大限度的抽取石油资源,但是在这一过程中相关设备还是会受到外界因素的影响,进而也就会使得系统的运行效率受到影响。
第二,设备的功率损失。
结合石油开采的实践,抽油设备功率损失主要包括以下四个方面:①密封盒的功率损失;②油杆的功率损失;③抽油泵的功率损失;④管柱的功率损失。
上述四种功率损失的根本原因是相同的,都是由于系统各个构建在运行的过程中,受到人为因素或者外界因素的影响,使得组件之间发生了一定的摩擦或者碰撞,进而使得除了正常摩擦功率以外的非正常摩擦功率出现,这样一来系统当中的各个组件就会受到大量的磨损,从而引发功率损失,最终也就导致了系统的运行效率降低。
提高抽油机系统效率方法分析

提高抽油机系统效率方法分析发布时间:2022-03-21T08:18:45.008Z 来源:《科学与技术》2021年10月30期作者:徐磊王贵波候战庆[导读] 抽油井系统效率是衡量抽油井工作水平高低的重要参数 ,徐磊王贵波候战庆大庆油田有限责任公司第五采油厂摘要:抽油井系统效率是衡量抽油井工作水平高低的重要参数 , 它不仅反映了油井目前的工作状况 , 更是一项反映油井工作效率和用电损耗的重要指标。
近几年来 , 随着原油生产成本的不断压缩 , 提高油井系统效率、有效降低机械采油耗能已成为一项急待解决的技术课题。
本文即围绕这一中心 , 对如何提高系统效率进行探讨。
关键词 : 油井 ; 系统效率 ; 耗能 ; 效益1 影响系统效率的主要因素要提高油井系统效率 , 就必须将油井系统效率看作一个完整的工作系统 , 通过对整个系统的精细分析 , 功能评价 , 找出目前生产中油井系统效率管理上的关键点和薄弱点 , 才能实现对症下药 , 达到提高油井系统效率的目标,通过对影响系统效率的因素分析,得到下图。
图1 影响系统效率因素图从图 1 中可以看出 , 影响系统效率的主要油两个方面,地面效率和井下效率。
通过分析发现,影响抽油机井系统效率的因素较多,但主要受地面设备、抽汲参数和地面管理水平高低等影响。
(1)抽油机设备。
根据能量守恒定律,抽油机井输入功率P入应等于有效功率P水与系统损失功率P损之和。
即P入=P水 P损,抽油机系统效率只取决于损失功率与输入功率之比。
所以要想提高系统效率就要尽力降低损失功率。
根据有杆泵抽油系统的组成情况,抽油机系统的功率损失主要有8部分:电机部分损失,带传动部分损失,减速箱部分损失,四连杆部分损失,盘根盒部分损失,磨擦损失(盘根盒损失),抽油杆部分损失,管柱部分损失。
(2)抽汲参数。
研究与试验都表明,抽汲参数(冲次N、冲程S、泵径D、下泵深度L以及抽油杆尺寸)对抽油机系统效率影响较大。
浅谈提高抽油机井系统效率的方法

浅谈提高抽油机井系统效率的方法【摘要】本文主要论述了提高系统效率的重要性和必要性,分析了影响系统效率主要因素及系统效率分布规律,最后,指出提高系统效率的措施和方法。
【关键词】系统效率;井下效率;措施方法0.前言抽油机系统工作时,是一个能量不断传递和转化的过程,而能量的每次传递都有一定的损失。
由地面供入系统的能量减去系统的各种损失,就是系统给液体的有效能量,将液体举升至地面的有效作功能量与系统输入能量的比值即为抽油机系统效率。
目前,由于有杆泵抽油系统的能耗问题日趋严重,直接影响着原油的开采成本,采用节能设备并应用新技术、新方法来提高油井的系统效率越来越引起人们的重视。
油田进入开发中后期,采用有杆抽油系统的油井逐年增加,抽油机系统的能耗在油田能耗中的比重也越来越大。
因此,提高抽油机井系统效率对油田的节能降耗,原油增产及提高经济效益都有重要的意义。
1.抽油机井系统效率现状抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标,也是一项综合计算指标,它涉及的日产液量、动液面深度、油压、套压和耗电量等多项参数。
在抽油机稳态工作下,以某采油矿为例,根据有关数据(月度单井用电计量表和产量等数据)对部分抽油机井系统效率进行了统计计算,计算表明:抽油机平均系统效率偏低,为23.78%。
2.效率分解和能量损失的分布根据抽油机系统工作的特点,可将抽油机系统分为2部分,地面效率和井下效率。
一般情况下,以光杆悬绳器为界,悬绳器以上的机械传动效率和电机效率的乘积为地面效率,而悬绳器以下到抽油泵,再由抽油泵到井口的效率为井下效率,即:η系=η地·η井为了对抽油机系统各部分的能量损失及分布情况进行更加深入地研究,可将以上效率进一步的分解为八部分:地面部分:电动机、皮带传动、减速箱、曲柄连杆机构的损失;井下部分的损失在盘根盒、抽油杆、抽油泵、杆管柱摩擦中。
故抽油机井系统效率可表示为:η系=η地·η井=k·η电·η皮·η减·η连·η盘·η杆·η泵·η管抽油机井的系统效率主要由以上8个分效率组成,各个分效率的大小,也就是说各部分能量损失的多少,主要取决于油井井况、系统的设计、设备运行状况、操作条件及生产管理等。
抽油机井提高系统效率方法探讨

及 变 频调 速 装置 ,以及 进 行稀 土 永磁 电动机 改造 试 验 等 方面进 行降 低 能耗 、提 高系统 效率 的 试
验 , 见到 了较 好 的效 果 。 在提 高抽 油 机 井 系统 效率 方 面总 结 了现 场 比较 实用 的方 法 ,为 节能 降 耗 工作提 供 了一 定的 可供借 鍪的经验 。 关键 词 抽 油机 系统 效率 技 术管 理
1 系统 效 率 影 响 因素 分 析
1 1 抽 油 设 备 对 系 统 效 率 的 影 响 . 1 1 1 电 动 机 部 分 功 率 损 失 . .
理 论 研 究 表 明 ,抽 油 机 工作 时 , 当其 工 作 负
作 者 简 介 : 赵 玉 波 ,2 0 年 毕 业 于 东 北 电力 大 学 ,助 理 工 程 师 ,从 05 事 电 力 管 理 工 作 , E m i t n 0ga@p t c iacr.n 地 址 : - al i y“ hj er hn . n c , : a 0 o
的 1 .%上 升 到 1 . , 上 升 了 28 百 分 点 。 47 75 % .个
O—— 深 井 泵排 量 系数 ,%; L H — — 有效 扬程 ,I n ;
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抽油机井提高系统效率简析
抽油机井提高系统效率简析【摘要】油田生产中广泛使用抽油机采油,抽油机机械采油的系统效率主要包括地面效率与井下效率。
在实际生产中,地面效率容易检测、计算和调整,井下效率则取决于产液量、动液面泵效以及管柱的状况。
文章仅对提高抽油机井系统效率进行简单分析,旨在为优化设计抽油机运行参数提高油田产量提供参考。
【关键词】抽油机系统效率螺杆泵1 系统效率的理论计算将抽油机井的地面设备(抽油机)与井下设备(杆、管、泵)作为一个系统,抽油机井系统效率η是系统的输出功率P2与系统的输入功率P1之比η= P2/ P1.。
而任何一个功率变换系统都会存在着功率损失,系统的输入功率P1是系统的输出功率P2与损失功率PS之和。
P1=P2+PS综合上式系统效率可以表示为:从式中可以看出,提高系统效率的途径有两个:一是减少损失功率;二是增加有效举升的功率。
2 影响抽油机井系统效率的因素根据抽油机井工作特点,抽油机功率损失主要是抽油机正常生产时井下杆柱和液柱重量加载给电动机的负荷引起的功率损失;同时也包括抽油机传动磨损、电动机自损耗以及井下杆、管、泵液体间的磨阻造成的功率损失。
2.1 抽油机井地面部分的影响因素2.1.1 电动机自损耗电动机本身发热引起温升增加,降低了电动机的输出功率。
安装电动机功率过大,出现“大马拉小车”现象,电动机自损耗增加。
2.1.2 电路线损供电线路老化以及配电箱设计不合理时线路损耗会大量增加。
电动机进行电容无功补偿的容量值设置不合理时会出现过补或欠补,为克服过补或欠补,电机运行时能耗也会增加。
目前运行的节能配电箱都具有电容自动补偿功能,电路线损大大降低。
2.1.3 设备传动损耗设备传动损耗包括皮带传动损失、减速箱损失、四连杆机构损失和井口密封盒功率损失。
皮带传动效率较高,可达98%,其传动损失仅为2%;减速箱传动效率为90%,在润滑良好的情况下,其损失在10%左右;四连杆机构传动效率为95%,在润滑保养良好的情况下,其损失在5%左右。
抽油机井节能潜力分析方法研究与应用
近年来国内外针对抽油机井优化的软件有很多,例如国外Lufkin 公司开发的SROD 和DIAG 有杆泵系统优化设计和诊断分析软件,国内江苏瑞达开发的能耗最低机采系统设计软件,中国石油开发的PetroPE 4.0油气井生产系统优化设计与诊断决策软件[1],这些软件大都能够实现对油井系统效率的提升,但是理论方法过于复杂,购买专业软件成本高,在实际现场应用中需要专业技术人员的指导。
另外根据对抽油机井系统[2]的组成和能量传递的分析,将抽油机井系统划分为五个节点,抽油机系统五节点示意图见图1。
通过抽油机的能量传递规律可知,抽油机井的系统效率等于各部分节点效率的乘积。
但是过分追求精确计算的过程十分复杂,对于提升系统效率也并无太大作用。
因此,可以通过着重考虑各节点效率的关键性因素,忽略对节点效率影响微小的因素,提出节点抽油机井节能潜力分析方法研究与应用王丽莉(大庆油田有限责任公司第一采油厂)摘要:大庆长垣油田目前抽油机井系统效率平均为30.87%,系统效率低于25%的井数占比达到18.76%,抽油机井系统效率有进一步提升空间。
根据抽油机井人工举升理论、抽油机井多节点能耗分布规律,明确影响各节点能耗损失的关键因素,提出一套适用于现场工程应用的抽油机井节能潜力优化判断方法,快速分析抽油机井各个节点的提效潜力,提出对应优化措施,在大庆长垣油田应用330口井,系统效率平均提高3.6个百分点,实现抽油机井节能潜力的快速、精准挖掘和优化措施的精准施策。
关键词:长垣油田;抽油机井;系统效率;优化措施DOI :10.3969/j.issn.2095-1493.2023.07.003Research and application of energy conservation potential analysis method in oil pumping wells WANG LiliNo.1Oil Production Plant of Daqing Oilfield Co .,Ltd .Abstract:At present,the system efficiency of pumping wells in Daqing Changyuan oilfield is 30.87%on average,and the percentage of system efficiency with less than 25%of wells reaches 18.76%.Hence,there is room for further improvement in the system efficiency of pumping wells.According to the artificial lifting theory of pumping wells and the distribution rule of multi-node energy con-sumption of pumping wells,the key factors affecting the energy consumption loss of each node are identified,and a set of optimization judgment methods that are suitable for the energy conservation po-tential of pumping unit of field engineering application are proposed.Then the efficiency potential of each node of pumping wells is rapidly analyzed and corresponding optimization measures are proposed .Additionally,the 330wells are applied in Daqing Changyuan oilfield,and the system efficiency is in-creased by 3.6percentage points on average,which realizes the rapid and accurate exploration of energy conservation potential of pumping wells and the precise application of optimization measures .Keywords:Changyuan oilfield;oil pumping well;system efficiency;optimization measures作者简介:王丽莉,工程师,1993年毕业于中国石油大学(华东)(油气储运专业),从事抽油机节能相关工作,139****9728,******************,黑龙江省大庆市萨尔图区东风新村毅腾商都,163000。
浅谈提高抽油机井系统效率的技术方法
浅谈提高抽油机井系统效率的技术方法通过优化设计抽油机井生产系统的工作制度、选择合理的生产设备、提高油井的管理水平来提高抽油机井系统效率不仅可以节约大量的能源,降低生产成本,而且还能缓解国家用电紧张状况,具有良好的经济效益和社会效益。
因此是油田高效生产的重要途径之一。
抽油机井系统效率措施方法节能抽油机井生产系统采油是目前国内外原油主要的生产方式,深入开展抽油机井系统效率和提高管理水平的研究,切实提高运行效率、降低原油生产成本和节能是提高油田生产经济效益的必由之路。
抽油机井系统效率与油田本身的条件有密切的关系。
在油井条件一定的情况下,抽油机井的系统效率主要受到以下三种因素的影响:1、技术装备水平。
高水平和好性能的技术装备是提高抽油机井生产系统效率的重要基础。
要想从根本上解决抽油机井系统效率低的问题,就应采用较先进的、节能型的技术装备。
2、抽油机井生产系统优化设计水平。
它是提高抽油机井系统效率的技术依托。
在一定的油井条件和设备条件下,优化设计生产系统的工作制度,将在一定程度上提高抽油设备的运行效率和油井的生产效率。
3、管理水平。
高的管理水平是提高抽油机井生产系统效率的必要条件。
及时准确地分析油井及其设备的工作状况、调整工作制度等,都会影响抽油机井的系统效率。
目前国内外各工业企业都朝着高效节能方向努力,节约能源,提高效率和管理水平已经成为石油工业的工作目标之一。
一、优化抽油机设备节能方法分析游梁式抽油机工作效率不高的主要原因是其载荷特性与所用的普通三相异步电动机的工作特性不匹配。
目前,许多节能技术已得到实施。
从设计制造的角度考虑,游梁式抽油机节能方法可归纳为三类。
1、新型长冲程抽油机长冲程抽油机采用长冲程、低冲次抽油方式,改善了抽油机的运动特性、动力特性和平衡特性,有利抽油机井的地面效率和井下效率。
如皮带抽油机和链条抽油机等。
2、改进抽油机的结构主要是通过对抽油机四杆机构的优化设计和抽油机平衡方式的完善来改变抽油机曲柄轴净扭矩曲线的形状和大小,使其波动平坦,减少负扭矩,从而减小抽油机的周期载荷系数,提高电动机的工作效率,达到节能的目的。
提高抽油机系统效率的方法及措施简介
提高抽油机系统效率可以降低能耗,减少环境污染,提高油田的经济效益和社 会效益。
目的和意义
目的
通过采取一系列措施,提高抽油机系统效率,降低能耗和成本,提高油田的经济 效益和社会效益。
意义
提高抽油机系统效率是油田可持续发展的重要保障,也是实现绿色、低碳、环保 发展的重要途径。同时,提高抽油机系统效率还可以减少环境污染,提高油田的 社会形象和声誉。
对实施过程进行监督检查,确保各项措施得到有效执行。
持续改进,提高系统效率
数据分析
01
对抽油机系统的运行数据进行实时监测和分析,找出存在的问
题和改进空间。
优化调整
02
根据数据分析结果,对系统进行优化调整,提高系统效率。
经验总结
03
对实施过程中积累的经验进行总结,不断完善和提高抽油机系
统效率的方法和措施。
设备维护保养不及时,导致设备故障 率增加,影响系统效率。
管理因素
管理制度不完善
缺乏有效的管理制度和监督机制,导 致设备维护、员工操作等方面出现问 题,影响系统效率。
培训不足
员工缺乏必要的技能和知识,无法正 确操作和维护设备,影响系统效率。
03
提高抽油机系统效率的方法
优化设备配置
01
02
03
选用高效科学合理的管理制度,规 范操作流程,确保抽油机系统 的安全运行。
加强设备维护保养
定期对抽油机系统进行维护保 养,延长设备使用寿命,提高
运行效率。
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根据油井产液量、含水率 等实际情况,合理调整抽 油机的工作制度,包括泵 径、冲程、冲次等参数。
优化抽油机平衡
通过调整抽油机的平衡块 位置,使抽油机在上下冲 程中均能保持较高的效率 。
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李涛:提高抽油机井系统效率潜力分析和评价方法研究第8卷第4期作为机采井措施调整和参数优化的决策依据,系统效率日益受到重视,利用系统效率指标可将油井产能、举升工艺和节能降耗有机地统一起来。
目前各油田都开展了提高机采井系统效率的工作。
提高抽油机井系统效率主要有以下途径:应用节能型技术设备,主要有节能型抽油机、节能电动机、节能控制器等,以及在井下管杆设计中使用新工艺;加强抽油机井科学管理,包括机杆泵的优化设计,调抽油机平衡,抽油机井的保养维护等。
大庆油田在提高抽油机井系统效率方面优化了近2000口井,提高的幅度为5%~20%,差距很大。
在投入相当的情况下,不同产能状况、不同措施途径所取得的效果不同。
针对影响系统效率的单井敏感性因素和区块产能条件、技术设备条件进行分析评价,并以此给出评价系统效率的依据。
1单井系统效率敏感性分析要找到可提高系统效率潜力所在,必须针对单井抽油系统各节点对系统效率影响的敏感性加以分析。
在有杆泵抽油系统中,机采井系统效率可分为地面和地下两大部分。
其中地面设备对系统效率影响主要取决于光杆载荷、光杆功率、四连杆机构效率、减速箱和电动机效率等,其效率损失也主要集中在井口盘根、四连杆机构、皮带减速器以及电动机上。
通过常规的优化措施在井口盘根、四连杆机构、皮带减速器方面提高的效率较低,工作重点主要集中在降低电动机输入功率方面[1]。
多因素敏感性分析假定条件是同时变动因素互相独立,考虑以上各影响因素相互关联,做抽油系统单因素敏感性分析,即单井优化前后产能不变(其他效率影响不变),按目前使用节能电动机平均有功节电效果10%计算,可提高系统效率3.73个百分点。
预测通过抽汲参数优化设计可降低的电动机输入功率可按下式[2]计算:P1=0.8P光杆=AS d f d n60000(1)式中:P1——抽油机输入功率,kW;P光杆——光杆功率,kW;A——示功图面积,cm2;S d——示功图减程比,m/mm;f d——示功图力比,N/mm;n——冲速,min-1。
按喇嘛甸油田目前抽油机井产能水平,以平均可下调冲速2min-1计算,有功功率可降低2.98kW,可增加系统效率14个百分点。
井下效率损失主要集中在抽油泵和抽油杆柱上。
提高井下效率常用措施需通过增大泵效实现,以原生产状况正常井为例,仅通过参数调整可提高泵效5%~10%,按此计算可提高系统效率5个百分点。
综上所述,提高系统效率以抽汲参数优化效果最佳,节能设备使用效果次之。
为保证单井产能水平不变,抽汲参数优化须结合增大冲程、更换大泵等措施。
提高抽油机井系统效率潜力分析和评价方法研究李涛(大庆油田有限责任公司第六采油厂)摘要:从单井节点效率的敏感性因素方面分析抽油机井系统效率潜能。
应用有杆泵抽油系统输入功率计算理论,建立了抽油机井系统效率潜力评价系统,通过采油指数建立了系统效率与区块产能间的关系,分析了区块产能条件、技术设备条件对可提高系统效率水平的影响。
针对油田抽油机井系统效率水平状况及提高抽油机井系统效率采取措施应考虑的相关因素进行了评价,量化了抽油机井系统效率的提升潜力。
通过综合产能差异、技术设备条件实施系统效率潜力优化,提高了11.12个百分点。
关键词:抽油机井;系统效率;潜力;敏感性评价DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2018.04.002作者简介:李涛,工程师,1990年毕业于大庆职工大学(采油工程专业),从事油气田采油工程技术工作,E-mail:litao2@petrochina.,地址:黑龙江省大庆市大庆油田有限责任公司第六采油厂工程技术大队,163114。
试验·研究/Testing &Research2区块产能与系统效率提高潜力的关系由系统效率η定义可知η=P 2P 1×100%(2)其中P 2=qHρg 86400式中:P 2——抽油机有效功率,kW;q ——油井产液量,m 3/d;H ——有效扬程,m;ρ——油井液体密度,t/m 3;g ——重力加速度,g =9.8m/s 2。
抽油系统有效功率不但与泵排液能力有关,而且与油井产能有密切关系。
要分析系统效率提高潜力、确定通过节能工作可提高系统效率上限,必须建立油井区块产能条件、生产设备差异性与系统效率间的关系。
2.1区块产能与系统效率的关系油田抽油机井各机型系统效率情况如表1所示。
统计结果表明,配备不同型号设备的抽油机井系统效率水平差异较大。
原因是油井设备选择是按产能大小设计,油井原始产能状况很大程度上决定了该井可达到的最高系统效率水平[3]。
表1油田各机型系统效率统计机型14型11型10型8型6型5型统计井数6549628276121320241401平均消耗功率/kW16.2510.9710.626.54.696.13平均系统效率/%28.1824.2620.869.5812.616.68为建立系统效率指标和机采井区块产能状况的关系,选择采油指数作为建立系统效率与区块产能关系的中间媒介,以此建立系统效率与油井区块特性、技术装备条件间的关系。
采油指数是反映油层性质、流体物性、完井条件及泄油面积等与产量之间关系的综合指标。
其数值等于单位压差下的油井产量,可用来评价和分析油井的生产能力[4]。
采油指数关系式为J 0=q ()P r -P wf (3)式中:J 0——采油指数,t/(d ·MPa );P r ——油层静压,MPa;P wf ——油层流压,MPa。
为反映系统效率随采油指数的整体变化趋势,以η为原函数,J 0为近似函数,通过求解min∑()η-J 02做最小二乘拟合,应用数据拟合绘制不同井网的机采井系统效率与采油指数函数曲线(图1)。
图1机采井系统效率与采油指数函数曲线关系由图1可知,为保持相同系统效率水平,三次加密井要求的油藏产能状况更好。
区块产能性越差,其所能达到系统效率指标越低。
油井的系统效率理论上可达到100%,但越逼近其所要求的原始油藏或区块产能性越高,实际不能达到。
不同开采表2油田抽油机井系统效率水平名称1#油田2#油田3#油田4#油田5#油田6#油田7#油田8#油田9#油田10#油田11#油田统计井数398423261127381223791558152614297851367446平均日产液/t514338382453165633平均动液面/m560.5689.8571.8771663.7588.2838.11374.61178.9950.21577.5平均沉没度/m360223.8416162.9204.8400.4235.7104.1264.755.784.4平均消耗功率/kW11.76810.5199.63110.8387.09710.1376.9776.9936.4723.61617.242系统效率/%24.4523.2424.3827.7122.0726.3916.29.9710.366.762.34李涛:提高抽油机井系统效率潜力分析和评价方法研究第8卷第4期区块、层位的系统效率逼近趋势说明,受油藏产能状况条件影响,相应可达到的系统效率水平不同。
2.2油田系统效率水平评价及潜力分析表2列出了各不同区块油田抽油机井平均系统效率水平。
由表2可知,尽管还受其他因素影响,但不同区块油藏产能水平差异决定了区块系统效率整体水平的高低。
同时受油藏区块产能差异、技术设备条件影响,即使采取措施进行优化,可以提高系统效率幅度也有界限。
以10#油田为例,该厂平均日产液3t,消耗功率为3.616kW,平均系统效率6.76%。
按上述油井有效功率与产量等参数关系,实际上产液与功耗为互变函数,任一项改变都会影响另一项变化,直至达到新的关系平衡。
为求得最大系统效率增值,假设有功能耗等其他生产参数不变,按现沉没度55.7m,单井日产液最多可增加2t,由此可增加系统效率4.51个百分点。
考虑到抽油机井用电动机空耗,按此计算,通过采取措施,单井消耗功率最大可降低1.05kW,系统效率可增加2.79个百分点。
实际上以能耗最低方法进行系统效率优化,10#油田平均可提高系统效率5个百分点。
3提高系统效率方法及应用效果对于产能差的抽油机井,以应用节能型技术设备为主,从降低能耗方面实现提高系统效率的目的。
对于区块产能状况良好的抽油机井,应最大化挖掘产能潜力,同时结合抽汲参数设计优化,在经济化投入的前提下可适当应用节能型设备[5]。
在实施提高系统效率优化试验中(表3),充分表3单井提高系统效率措施应用效果井号L6-2514 L8-1838 L8-2112 L10-2112 L7-S2311平均产液/(t·d-1)80848890144150111227267072有功功率/kW9.626.375.016.5311.389.0936.364.5765.614.4787.607.21系统效率/%18.0441.6732.9543.1238.7449.1216.7621.2821.2628.1025.5436.66系统效率提高百分点23.6310.1710.384.5216.8411.12主要措施57换70泵70换83泵70换83泵应用节能电动机应用节能电动机考虑了不同井区块产能差异、技术设备条件,按能耗最低原则,均最大程度上进行了井下和地面的优化调整。
对于区块产能状况好的井,通过换大泵结合调整抽汲参数提高系统效率;对于产能状况差的井在措施中优先使用节能技术设备。
由表3可知,在优化工作中根据单井实际状况选取不同侧重点的优化措施可获得很好的效果。
4抽油机井系统效率评价依据对抽油机井系统效率进行综合评价,有利于更全面系统地进行优化措施手段的优选,对机采井生产及管理指标进行考核管理。
系统效率评价应考虑以下三点:◇应同时包括单井节点效率损失评价以及分区块、分层位、分井网评价在内的整体评价;◇应依据区块产能差异性特点进行分级评价;◇应充分考虑现有抽汲设备生产能力对系统效率的影响。
5结论1)提高油井系统效率以抽汲参数优化效果最佳,节能设备使用效果次之。
最大化挖掘系统效率潜力需多种措施方法综合运用。
2)应用采油指数建立系统效率与区块产能的关系,计算油井不同区块产能条件、技术装备条件下抽油系统效率上限有利于经济、合理地开展优化工作。
3)在进行提高系统效率的措施工作中应充分考虑节能设备、参数调整取得效果和局限,针对性地采取措施。
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