抽油机井系统率的敏感性分析及其应用精选

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1、抽油机井系统效率敏感性分析及其应用郭吉民1张建军1（1.中国石油天然气股份有限公司华北油田公司采油工艺研究院任丘062552）摘要：鉴于华北油田多年来在有杆泵设计、诊断技术上不断取得的成果，从2002年开始中国石油股份公司委托华北油田分公司采油工艺研究院负责，就“抽油机井系统优化设计方法研究与现场应用”课题进行了深入的研究，我们把一口抽油机井从地面到地下归纳为13个方面的影响因素，利用敏感性分析和仿真分析方法，采用系统工程学和技术经济学的原理，建立了15个方面的参数敏感性分析模型，在此基础上，编制了Web版的以“产量、效率、寿命”

2、三者协调统一为目标的优化抽油机井系统设计软件（简称OPRS）系统；四年来，我们围绕有效功率与电动机的输入功率计算方面作了大量的研究工作，解决了三个方面的关键问题。①解决了电动机的输入功率的计算方法；②通过求解波动方程，解决了系统效率与各分效率的计算机仿真分析方法；③改进了排量系数、有效功率的计算方法，完善了系统效率的计算方法。并由中国科学院文献情报中心查新证明在以下三个方面具有创新：①采用参数敏感性分析与动态仿真相结合的方法进行抽油机井系统效率分析和优化设计和软件；②以抽油机井系统动态仿真为基础，对常规、双驴头、偏轮等八种类型的抽

3、油机和Y系列、超高转差系列电动机的动力特性分析计算；③多相流条件下的抽油机井泵效、有效功率、系统效率计算方法。该项目经过中石油股份公司勘探与生产分公司采油工程处、华北油田开发部精心组织、项目组的努力下，2004年2月通过了中石油专家组成的验收会，经评委综合评定，该项技术总体水平达到国际先进水平。2002年～2005年，该技术在华北油田共完成系统测试4563口井，现场实施1526口井，平均系统效率从18%提高到接近25%。累计节电1238.26×104kW·h，实现增油6.98×104吨，综合经济效益达到1.4723亿元。2004年

4、开始在大庆、辽河、吉林、冀东、大港、长庆、玉门、青海、吐哈、塔里木、克拉玛依等油田推广应用5000井次以上，措施井平均单井系统效率提高6个百分点，实现技术节能和增油效益显著，成为中国石油抽油机井技术节能的主要手段，为中国石油实现降本增效和低成本、可持续发展作出了重要贡献。关键词：抽油机井系统效率敏感性分析应用作者简介：郭吉民，男，工程师，1981年华北石油学校毕业，一直从事抽油机井的工况诊断、优化设计、动态预测技术研究。现为华北油田公司一级技术专家。通讯地址：河北任丘华北油田采油工艺研究院，邮政编码062552，联系电话（0317

5、）2782072。E-mail：cyy_guojimin@petrochina.com.cn概况抽油机采油是我国油田生产的主要手段，抽油机井约占机采井的90%以上。目前抽油机采油过程中存在的主要问题是系统效率低、能耗高。近几年来，为了提高抽油机的系统效率，减少抽油机的能耗，各油田在这方面做了许多有益的工作，在新型抽油机的开发研制方面的工作尤为突出，先后开发了长冲程抽油机，双驴头抽油机等节能型抽油机。这种新型抽油机的产生，对提高抽油机的系统效率、降低抽油机的能耗起到了一定的作用。但是，由于油田抽油机井的井数之多，数量之大，实现抽油机

6、系统的高效节能，靠淘汰老抽油机是不现实的。传统的抽油机井优化设计方法是追求井口产量为目标。由于老油田的含水普遍较高，以往的追求的举升设计思想已不再适应高含水油井举升设计的需要，不再适应股份公司高效、低耗的生产指1作者简介：郭吉民，男，工程师，1981年华北石油学校毕业，一直从事抽油机井的工况诊断、优化设计、动态预测技术研究。现为华北油田公司一级技术专家。通讯地址：河北任丘华北油田采油工艺研究院，邮政编码062552，联系电话（0317）2782072。E-mail：cyy_guojimin@petrochina.com.cn导思想

7、。因此，开发新的、适应高含水油井生产需要的，以提高抽油机井系统效率、降低生产成本、降低抽油机能耗、延长检泵周期为目标的设计软件，具有重要的现实意义。本文重点阐述华北油田几年来开展“抽油机井系统效率敏感性分析及其应用”的基础上，使油井实现了技术节能；通过对抽油机系统参数的敏感性分析研究，提出一种既适合常规抽油机，又适合新型节能抽油机的系统效率分析及优化设计方法，以满足新形势下油田生产的需要。1.1抽油机井系统能耗因素构成有杆泵抽油系统其目的是将地面的电能转化为井下液体的能量，使井下液体流到地面。其整个系统工作时，就是一个能量不断传递

8、和转化的过程，而在每个过程中都存在着能量的损失，抽油机井从地面设备供入系统的能量扣除系统的各种损失以后，就是系统所给液体的有效能量。要搞清楚影响抽油机井系统能耗因素有多少，具体的有哪些，这些参数如何协调才能工作好，从而从宏观上降低各环节的能量损失，