机采井动态管理初探

引言

机械采油是目前我国乃至世界油气田开发主要的采油方式, 其中抽油法是将各种结构的泵放入井下抽油, 将原油抽至地面。机采井以其结构简单、易制造、易维护的特点, 在矿场广泛应用。部分机采井随着油田的开发, 其生产状况和井底流压和供液能力也不断变化, 普遍表现出泵挂深度较深、泵效低、能耗高的缺点, 其抽汲参数不合理, 系统效率偏低, 导致产能降低, 影响油田的可持续发展, 因此需加强机采井的动态管理。

一、机采井动态管理内容

1. 机采井动态管理是通过在机采井上进行专门的测试管理, 掌握机采井的生产动态及其设备工况, 从而提高设备的利用率。其主要内容有:

(1) 针对机采井生产过程中出现的问题, 及时调整并确定合理的生产制度, 提高其管理效率, 使整个机采井系统保持良好的运行状态。

(2) 针对不同类型的机采井进行分类管理, 提出相应的整改措施, 挖掘各类机采井的产能, 提高油田的采收率。

(3) 运用各种手段, 分析低效井的产能影响因素, 优化抽汲参数, 降低能耗。

(4) 对机采井的杆柱进行失效分析, 完善机采井的杆柱配套工艺。

二、机采井系统效率低、耗能高的原因分析

1. 机采井沉没度偏低、供液能力不足, 泵排量系数较低

沉没度是影响机采井系统效率的一个重要因素, 当沉没度过高时, 杆柱负荷增大, 使其弹性伸缩边长, 大大增加了抽油机的负荷;当沉没度过小时, 抽油泵的充满系数降低, 影响其产液量。当井底供液不足时, 使得泵排量系数较低, 影响泵效。因此应确定合理的沉没度, 降低泵口的气液比, 减少泵的进气量, 提高泵的充满系数。

2. 地面设备配置不合理

机采井地面抽油机机型和电动机的装机功率偏大也是机采井系统效率低, 耗能高的原因之一。当抽油机承受的载荷为定值时, 抽油机的机械摩擦损失随着机型的增大而增大, 其无效功率损失也会增大, 最终使得载荷的利用率低, 耗能高;当电动机的装机功率偏大时, 极易出现“大马拉小车”的现象, 使得电动机的热损耗和机械损耗增大, 耗能高, 特别是在地层供液能力不足的情况下, 无用功的消耗会更大。

3. 生产抽汲参数设计不合理

生产抽汲参数不合理主要表现在抽汲参数偏小、偏大或者参数匹配不合理。

(1) 当机采井的泵效和沉没度均较高时, 而设计的生产抽汲参数偏小时, 机采井的产能和供液能力不匹配, 影响其产液量, 耗能增大。

(2) 当机采井所在地层供液能力有限的情况下, 如果设计的生产抽汲参数偏大, 会导致泵的充满系数降低, 冲程损失增大, 严重影响产液率, 耗能增大。

(3) 当机采井的生产抽汲参数匹配不合理时, 特别是冲速很大, 而泵径和冲程均较小的情况下, 易造成抽油杆柱的弹性变形, 增加了惯性载荷, 严重的情况下会造成杆柱偏磨甚至杆断。

4. 杆管偏磨

杆管偏磨不仅影响机采井的检泵作业, 也影响机采井的系统效率。杆管偏磨可增大杆管间的摩擦力, 增大了上冲程载荷, 减小了下冲程载荷, 从而增加了上下载荷的幅度差, 大大降低了电机的效率, 系统效率变小。

三、机采井动态管理对策

1. 通过网络管理方法, 调整生产制度, 提高机采井的管理效率

机采井生产涉及流程比较多, 连续程度较高, 管理相对复杂, 特别是机采井产液量、施工图、静液面、动液面等测量数据的录取, 到各个施工或者生产环节的动态分析, 错综复合, 只有通过系统的网络管理方法, 运用各种辅助的网络技术, 可大幅度减小资料的录取、数据分析对比的时间, 减少了时间和人员的浪费, 实现机采井动态管理的高效运行, 确保机采井检泵、卡水、地面调参、开关井制度等综合治理措施的安全快速实施。

2. 确定合理的生产抽汲参数

(1) 在保证机采井正常生产的前提下, 确定合理的沉没度能够提高机采井的举升效率, 使泵效提高, 降低能耗, 最大限度的提高机采井的系统效率。具体措施有:使用大泵径, 大冲程, 合理的匹配产液量和举升高度。对于高产水井, 可通过堵水措施, 减少采出液中的含水量, 以降低吨油耗电。

(2) 针对供液能力差, 抽汲参数设计偏大的井, 可通过调小抽汲参数、间歇抽油、更换小泵、实施压裂作业增大地层供液能力来实现供采协调, 降低能耗, 提高机采井的系统效率。

(3) 针对抽汲参数匹配不合理的机采井, 当冲程有可上调余地的情况下, 可通过增大冲程、降低冲速来调节, 以降低能耗;当冲程没有可上调余地的情况下, 可通过更换大泵径、降低冲速来调节, 以降低能耗。

3. 合理的配置地面设备

(1) 针对抽油机型偏大的问题, 可通过更换小机型来降低能耗。

(2) 针对电动机装机功率偏大的问题, 可更换节能型电动机, 减小无用功消耗, 提高电动机功率的利用率, 降低机采井的运行能耗。目前常用的是变频调速器变频调速工艺, 通过改变电源的频率来改变电动机的转速, 该技术可根据油井载荷的变化, 实现冲次的实时调整, 特别适用于动态变化很大的机采井。

4. 防偏磨治理

(1) 合理调整生产参数, 设置长冲程、低冲次的生产参数, 改善机采井杆柱的受力状况, 减轻偏磨, 提高泵效。

(2) 在机采井的杆管上安装旋转装置, 使偏磨变为均匀磨损, 延长杆管的免修期;使用防偏磨杆、防偏磨接箍或者使用内通式抽油杆助抽扶正器, 进行防偏磨治理, 实现增产和节能降耗的目的。

结论

(1) 机采井沉没度偏低、供液能力不足、泵排量系数较低, 地面设备配置不合理, 生产抽汲参数设计不合理, 杆管偏磨等都可降低机采井系统效率, 增大耗能。

(2) 针对机采井耗能高的原因提出了一些机采井的动态管理对策, 通过正确评价机采井的生产状况, 优化调整机采井的生产环境和生产抽汲参数, 成功实现机采井的动态管理, 可提高机采井的系统效率, 增加产能和降低能耗。

摘要：本文从机采井的系统效率的影响因素研究分析入手, 研究了机采井系统效率低、耗能高的原因, 并针对这些原因提出了一些机采井的动态管理对策, 正确评价其生产状况, 优化调整机采井的生产环境和生产抽汲参数, 成功实现机采井的动态管理, 提高系统效率, 增加产能和降低能耗。

关键词：机采井,系统效率,影响因素,耗能