提高机采井系统效率的措施与效果分析
韩新迎（中国石化胜利油田分公司桩西采油厂桩二管理区）
摘要：提高机采井系统效率是一项长期而又综合型的节能降耗工作，它不仅可为油田生产节约大量的资金而且还可以缓解油田电力紧张状况。建立了系统效率工况模板对油井分类，对机采井2012年数据进行统计分析，在此基础上与优化软件相结合对部分机采井进行参数优化调整。从实施效果看，在产量不降情况下系统效率均提高4.5%，平均单井日节电25kwh。
关键词：系统效率 评价图 低效 节能
0 引言
机械采油是目前桩西采油厂油田开采的主要方式。采油厂对提高机采井系统效率已做了大量的工作，系统效率逐年有所提高。但2010年统计数据结果显示，各种泵径抽油机平均地面效率为56.3%,平均系统效率为22.6%，而胜利油田机采系统效率是25%，同行业国内机采系统效率是30%，从统计结果可以看出，桩西采油厂系统效率还有进一步提高的可能。如果通过一定措施对目前运行的1045口机采井进行优化，实现抽油机井在较高的系统效率下运行，对降本增效、提高经济效益和技术指标都将是一个很大的贡献。
1 设计系统效率评价模板，将全厂油井按系统效率进行分类
为了更好的对抽油井系统效率进行直观统计分析，研究开发了按系统效率分类的模板（图1）。
图1 抽油机井系统效率评价图
以光杆悬绳器为界，将机采系统效率分解为地面效率和井下效率两部分。以井下效率作为横轴，地面效率和系统效率作为两条纵轴。根据胜利油田系统效率水平绘制定值系统效率的双曲线，结合油田生产的实际情况，确定比较合理的井筒效率和地面效率达标值界限，绘制出抽油机井况管理图。将抽油机工况分为达标区、井筒低效区、地面低效区、井筒潜力区、地面潜力区、特效区或待落实区及负值区。
各区的划分标准：优良区：抽油设备工作参数合理，泵工作良好，抽油设备排液能力与油层的供液能力象匹配，系统效率高。
井筒低效区：沉没度小、泵效低或沉没度过大、有效举升高度小。对于沉没度小、泵效低的油井主要是油层供液不足、抽汲参数偏大。需要对油层采取改造措施，加强注水或调小抽汲参数等，使设备排液能力与油层供液能力相匹配。
地面低效区：设备不匹配，传动效率低。主要原因是设备选择不合理。
井筒潜力区：沉没度大、泵效高。说明油层有潜力，抽油系统的工作参数相对偏小。该区的油井是挖潜增油的主要目标井。
地面潜力区：沉没度大、泵效低。主要原因是泵磨损严重或泵工作不正常（如泵阀漏失等）也可能有油管漏或抽油杆断脱等现象。对该区的油井应进行诊断和综合分析，弄清泵效低的原因，制定相应的措施使其恢复正常生产。
特效区或资料待落实区：沉没度与泵效不协调。主要原因计量或测试资料有误所致。应核实产量和动液面等数据。
根据油井所处的区域，从宏观上找到影响系统效率的因素，及时判断抽油机系统效率状况，为抽油机井的参数调整和优化设计指明方向。
2 统计分析各类井运行规律
在运用系统效率工况图版的基础上，对油井按系统效率进行统计分析力争找到各类井运行规律。采取的主要方法是将数据分为系统效率大于等于25%和小于25%两大类，在此基础上分别对两类井按供液情况进行统计，对供液良好井及供液不足井再分别按冲次、冲程、泵经、沉没度、产液量、泵挂等参数进行细化，根据不同井况的杆管组合情况找出各参数对系统效率的影响程度，从中分析高效井运行规律以及低效井低效原因及应采取的相应治理对策。2010年开展了调查摸底工作，调查测试总井数1045口，有效数据742口，地面效率高于55%共计430口。
目前大泵由于供排关系良好，系统效率保持在比较高的水平，这就为优化泵径采用大泵提液提供了很好的参考；高效井中部分是供液不足井，而低效井中供液不足井占了67%，因此低效井治理可借鉴物性参数相仿的高效供液不足井的参数组合；高效井中存在部分油稠、结蜡、偏磨等特殊井，这些井的治理措施也是治理低效井的宝贵经验（表1）。
在分析现场生产的具体情况下，对油井采取进一步的软件优化设计。并以优化设计技术为主线，协调供排关系，优化杆、管、泵组合，对抽油机井实施参数设计优化。从能耗最低、工况最佳的角度出发，通过单井产能的预测分析、原生产管柱的工况校核分析，在泵径、冲程、冲次、沉没度、杆柱组合、管径组合的多种设计组合中，选择满足产量需求，系统效率高、能耗小的设计组合；对需作业的油井进行动管柱优化设计；从整个抽油系统的角度出发，在满足产量要求的条件下全面、综合考虑油藏、井筒、地面设备的条件，提高系统效率。
4 优化油井措施及效果评价
通过现场分析及软件优化设计，2012年2月至年底共提出优化设计方案120井次。
4.1优化生产参数
通过统计及软件优化都表明在不动管柱情况下，对于供液不足、沉没度过大、生产参数不合理的油井，可以通过优化冲程冲次提高机采效率。
采用软件优化与现场实际对比结合方式共优化抽油机冲次75井次，现场实施56井次。其中推广应用减速装置调冲次8井次，应用12级永磁电机调冲次13井次，皮带轮调冲次18井次，调频控制柜调冲次17井次。平均冲次由实施前的4.6次/min降为实施后的3.2次/min，降低33.3%，对比检测结果，平均综合节电率为26.55%，平均提高机采系统效率4.48%。
4.2优化抽油泵泵径，优化管、杆、泵组合
从现场统计数据可以看出沉没度过大或很小时，系统效率将处在比较低的水平上，因此要保证沉没度在一个合理范围内。对于动管柱优化设计，供应不足的油井，通过加深泵挂、调小泵径；对于沉没度过大油井采用上提泵挂或者是增大泵径等措施优化设计，降本增效。针对这类油井优化设计动管柱45 井次实施 21 井次，对比检测结果，平均综合节电率28.39%，平均系统效率提高4.93%，部分油井测试结果见表5。
4.3其他措施
对于液量明显变化将通过示功图及油井原始数据对油井进行分析，根据分析结果及时检泵。并认真核对作业情况与分析之间的准确性，做好记录总结规律。对高效井中采取加药方式油井进行了化验分析，掌握了不同稠油油井用药量，降低了电机负荷，提高了系统效率。
4.4加强抽油机平衡管理，减少电能无为损耗
游梁式抽油机井的系统效率影响较大，平衡差的井能耗大，系统效率低。调整抽油井的平衡度，可以提高其系统效率，同时抽油机平衡状况的好坏，直接影响抽油机连杆机构、减速箱和电机的效率与寿命。因此对于抽油机平衡状况的判断和平衡半径的计算，必须给予高度重视。
5 结论
通过机采效率评价图可直观了解全厂油井运行情况，对高效井的参数分析可以为低效井治理提供了现场参考。
油井系统效率是反映机采井工况的重要指标，其影响因素多，提高机采系统效率，必须对抽油机拖动系统，抽油杆、抽油泵以及配套技术进行研究和开发工作，因此优化设计软件在提高系统效率的工作中是必不可缺的。通过开展机采系统效率参数优化工作，综合节能技术引进和应用，以及对抽油机井的科学管理等，能够有效提高抽油机系统效率，实现节能降耗的目的。
参考文献
[1]范凤英.提高抽油机井系统效率技术.东营；石油大学出版社，2002
[2]牛烁,胡慧强,等.油田机采系统效率影响因素分析与防止对策.节能,2003,4:39-41