乾安采油厂机采系统的优化与应用.pdf

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1、■技术·应用，Technology&Application乾安采油厂机采系统的优化与应用赵海权孙伟于丹丹(吉林油田乾安采油厂)摘要乾安采油厂是典型的低渗透、低丰度、低产量的“三低”油田，在油井开发过程中存在系统效率低、油井能耗高的问题，增加了油井开发成本。为了有效地降低抽油系统能耗、提高抽油机井系统效率，应用了能耗最低机采系统优化设计方法，在油井产能不变的前提下，对乾安采油厂抽油机井地面生产参数、井下杆柱组合进行全方位优化设计。通过现场实施，取得了较好的效果，达到了降低油井能耗、提高油井系统效率的目的，为“三低”油田油井提效提供了新的指导方法。关键词“三低”油田机采系统系统效率参数优化节能降耗

2、D0I：10．3969／i．issn．2095—1493．2013．004．009乾安采油厂是低渗透、低丰度、低产量的“三F——抽油机上冲程光杆平均载荷，kN；低”油田，油井产能低，存在油井能耗偏高、系统F下——抽油机下冲程光杆平均载荷，kN；效率低问题，影响油井低成本开发。如何在保障油——传输功率传导系数；井产能的前提下，合理匹配油井参数、降低油井能是——光杆功率传导系数；耗、提高油井系统效率，是油田低成本开发需要解S——冲程，m；决的问题。通过对各种方法的筛选，乾安采油厂选7"／——冲速，min～；择了能耗最低机采系统优化设计方法对油井参数进——第i段液体黏度，mPa·s；行合理匹配，达到

3、了提高系统效率的目的。L，——第i段油管长度，m；1技术原理——管径与杆径比，无因次；——杆与管的摩擦系数；在抽油机举升过程中，油井所消耗的能量(即g杆——杆重度，N／m；电动机输入功率)主要包括用于提升所载液体的有L水平——井斜的水平轨迹长度，m；效能量和举升过程中所消耗的地面损失功率、黏滞——重力加速度，m／s。损失功率、滑动损失功率，以及溶解气膨胀功率，由式(1)可以看出，损失功率与冲程、冲其中溶解气膨胀功率对抽油机举升过程做正功，即速、载荷、电动机空载功率、黏度，以及管径与杆P入=P地+P黏+P滑+P有一P膨径比有关，其中与冲程、冲速关系最为密切。在能耗最低机采系统优化设计中推导出了有

4、杆在能耗最低系统效率优化设计中考虑了油层中泵抽油系统损失功率的理论计算公式：深、产液量、含水率、动液面、油层温度、饱和压P损=P4-[(4-)志+(一Fi—FT)k力、油气比、溶解系数、析蜡温度、原油密度、扎57c。。∑(训50℃脱气原油黏度、地层原油黏度、地表恒温温I十1I-ln一t一J度、井斜参数等14项影响因素，与以往设计只考+g杆L7K平sng虑产液量、含水率、动液面、油气比、原油黏度，式中：以及油层中深等6项影响因素相比，优化结果更加P损——损失功率，kW；合理和切合实际。Pd——电动机空载功率，kW；2优化设计过程第一作者简介：赵海权，2008年毕业于大庆石油学院，从事机采系为设计

5、录入上述l4项已知参数，作为优化的统效率管理工作，E-mail：zhaohaiquan1984@163．oom，地址：吉林省松原市乾安采油厂工艺所，131400。求解条件。261www．syshjn．c。m赫⋯。．。gy＆帅雠嘲n■设计步骤如下：合，泵挂1401m，冲速5．03rain～，泵效24．5％，系1)选取抽油机机型(若为老井，保持原抽油统效率19．9％。机机型不变)。经过优化设计，选取能耗最低时参数组合，即2)设定参数的选择范围，这些参数包括管泵径、冲程不变，泵挂加深到1460m，冲速降低径、泵径、泵深、杆柱钢级、杆柱组合、冲程，以到3min～。及冲速等。将管径分别按内径大小依次排序

6、；将杆柱钢级类别分别按强度大小依次排序；将泵径按尺寸大小依次排序；将泵深从动液面开始，按某一步长(如10m)依次加深排序，直到流压等于饱和压力为止(如遇流压低于饱和压力，则泵挂深度直至油层顶部为止)。表5乾北13—7油井优化后生产参数3)在抽油机额定载荷、额定扭矩允许的范围日产含水／动液有功功光杆功有效功地面井下目耗电泵效／系统内，找出能够抽汲目标产量的所有机采系统，每一液／t％面／m率／kW率／kW率／kW效率／％效率／％量／kWh％效率／％6490213452．861．670．9658．457．5686441．4033．60个机采系统的主要参数均包括管径、泵径、泵深、杆柱钢级、杆柱组合、冲

7、程，以及冲速。为抽汲优化前后，乾北13—7井充满变好(图1、图2)。同一目标产量，将各种管径、泵径、泵深、杆柱钢2o1l-静'O13：柏：12(70ld0l级、科学的杆柱组合、冲程，以及能够产生目标产}量的相应冲速一一组合，每一种组合对应着一种能耗，即对应着一种系统效率。／illi4)以输入功率最低者为机采优化参数(管广ri{径、管长、杆柱钢级、泵径、泵深、杆柱组合、冲l{⋯⋯r厂程，以及冲速)。