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摘要:石油在經濟社會發展中具有重要的作用。油田的開采對后期的利用極為重要,以我國大慶某外圍低滲透油田為例,由于常規抽油機載荷利用率、系統效率與電機功率都較低,嚴重制約了油田的開發效益。因此,多使用大型抽油機配置來進行開發,但是這種設備存在能耗高的問題,基于可持續發展、綠色發展的考慮,有必要對該設備展開節能研究,降低抽油機運行中的能源消耗,本文從低滲透油田抽油機的選型出發,分析了具體的節能技術,有利于實現可持續發展。
關鍵詞:低滲透;油田抽油機;節能技術;研究;應用
我國石油儲備豐富,但是還存在大量的低滲漏油田,低滲漏油田開發使用傳統的抽油機設備開發的效益極低,主要是因為傳統抽油機設備運行中,由于低滲透油田產液規律的變化,油井的產液量較低,隨著低滲透油田開發時間的延長產液量不會增加,甚至出現下降趨勢。傳統抽油機與拖動裝置運動方式較為落后,當前節能抽油機的使用,使得設備各方面的性能大大提高,也滿足了經濟性、可持續的發展需求。
1低滲透油田抽油機選型
低滲透油田抽油機選型的技術研究應該從機井產液與載荷變化、生產壓差等方面來進行。首先由于采液指數與生產壓差的乘積可以得到低滲透油田油井產液量,但是由于在投產后生產壓力的極速下降與緩慢恢復的特性,因此,生產壓差基本不變,所以,采液指數是影響油井產液量的重要因素,實踐可知,采液指數最大時的產液量也最大。無因次采液指數是含水下與含水為0的采液指數之比,是在不同的含水條件下衡量油田采液指數的重要因素,與油田的儲存類型、流體性質等相關。因此,在抽油機選型時,應該根據影響采液指數的因素來選擇相應的設備,結合油田的含水量等因素來進行。根據有關分析,含水量100%時,采液指數小于無水期采液指數,因此,油水黏度、黏土礦物水敏等都是造成這一現象的重要因素。有關研究顯示,當流壓低于最小流壓后,油田產量與生產壓差反向變化,生產壓差越大,產量越小,因此,不能通過增大生產壓差與加深泵掛的方式來提高油田產量。主要是由于機井流壓降到固定值以后,近井區會發生一系列的變化,主要表現在:氣化液體滲漏,油相的滲透率減弱;當井底流壓降到一定程度時,低滲透油田的儲油層極易發生變形等情況,滲透率趨于下降;井底流壓下降后,由于溶解氣稀釋效應的減弱,也使得原油黏度發生變化,趨于增長。
2低滲透油田抽油機節能技術分析
節能技術的研究主要從產液量、抽油機載荷、扭矩的變化方面來研究。
2.1分析預測已經投產的低滲透油田產液量變化規律
根據多年對低滲透A油田抽油機機井實際載荷、產液量、含水量等情況的研究與分析,可以發現,該抽油機平均日產量與最大載荷均存在下降趨勢,前者由4.2t/d下降到2.6t/d,后者由42.5kN下降到31.0kN,而含水量存在上升趨勢,從12.5%到44.7%,存在較大的波動。而在A油田裝機的額定載荷為80kN,實際運行中載荷利用率存在較大的下降趨勢,從53%下降到39%。另外,通過對B油田提液穩產的分析與研究,結果顯示,在該油田,平均單井日產液與綜合含水量都處于增長趨勢,前者從9.7t/d增加到11.9t/d,而后者從62.9%上升到75.6%,而日產油田則在減少,從3.6t/d下降到2.9t/d,雖然油田的產液量提高了,但是油田產量卻在下降,這說明單單依靠提液穩產的可行性較差。根據以上分析可知,低滲透油田而言,開發中產液量的增幅變化不明顯,幾乎沒有或極小,要實現油田產量的提高,提液或生產壓差加大的措施不可取。
2.2初期載荷、扭矩利用率研究
實踐證明,抽油機運行中構件安全系數、軸系安全系數的確定對于設備的穩定運行極為重要,必要的控制可以避免抽油機的運行故障等造成的安全事故,為保證抽油機在長時間運行下的可靠性,一般情況下,低滲透油田抽油機要實現最好的開發效果,應將最大載荷、扭矩利用率控制在95%、90%。
2.3載荷計算
低滲透油田在開采時,懸點受到不同載荷的影響,會產生靜載荷、動載荷與其他載荷,這些載荷在抽油機運行的不同作用下形成。靜載荷是在抽油機運行過程中,抽油桿柱與液柱受到重力作用、后者對前者的浮力所形成的。而動載荷則是抽油機在運行時,抽油油桿振動、慣性、摩擦所產生。其他載荷區別于以上兩種載荷類型,主要由設備運行中的沉沒壓力、井口回壓等形成。對于抽油機設備的運行而言,上揚程只發生沉沒壓力,地面管線流動阻力只產生井口回壓現象,二者相比,前者降低載荷,而后者加重了懸點載荷,該載荷與油管內液體的作用載荷相似,多數情況下,由于上下沖程懸點載荷的互相抵消,導致懸點最大載荷多由抽油桿、液柱、振動、慣性載荷等構成。
2.4扭矩計算
在抽油機運行時,為有效保證懸點在一定的載荷與沖程、沖次等抽汲方式下正常運行,就需要對減速器曲柄軸進行必要的扭矩計算,減速器曲柄軸的額定扭矩是扭矩計算的關鍵計算指標,扭矩計算中,懸點載荷、桿件尺寸、設備平衡性等指標都與扭矩計算息息相關,應該對產品說明書中的相關信息加以科學應用。
3結束語
低滲透油田的采油模式、抽油機選型等對油田開發效益都有至關重要的影響,在實際的開采過程中,要結合低滲透油田的實際情況與影響油田開采的各方面因素等來進行。結合抽油機的位置因數與扭矩因數,通過計算懸點位置等,來繪制扭矩曲線,能夠為抽油機型號的選擇提供較為可靠的依據。隨著技術的進步,未來還應加強對低滲透油田的開采,實現能耗的降低,實現可持續發展。
參考文獻
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作者:張莎莎 單位:大慶油田有限責任公司第十采油廠