塔河油田机采井工艺优化(编辑修改稿)

塔河油田机采井工艺优化(编辑修改稿)内容摘要：

统计的 492 口抽油机井，开井 436 口。 调查分泵径的产液量、泵效、泵深、动液面、沉没度情况见表 22和表 23。 表 22 稀油井分泵径生 产情况汇总表 泵 径 (mm) 泵 深 (m) 产 液 (t/d) 泵 效 (%) 动 液 面 (m) 沉没度 (m) 范围 平均 范围 平均 范围 平均 范围 平均 平均 32 ～ 3464 ～ ～ 1071～ 3868 2639 38 ～ 2989 ～ 13～ 0～ 3000 2193 44 ～ 2334 ～ ～ 241 0～ 2768 1081 56 ～ 1585 ～ 102 ～ 0～ 1903 57 ～ 1392 22～ ～ 0～ 1642 573 平均 2353 1470 从表 22 可以得出，稀油抽油机井平均产液量 t/d，平均 泵深 ，平均泵效 是 %。 西南石油大学工程硕士研究生学位论文 7 表 23 稠油井分泵径生产情况汇总表 泵径 (mm) 泵 深 (m) 产 液 (t/d) 泵 效 (%) 动 液 面 (m) 沉 没 度 (m) 范围 平均 范围 平均 范围 平均 范围 平均 平均 56/38 ～ 2920 ～ ～ 0～ 2694 70/44 ～ 2824 ～ ～ 0～ 2056 平均 从表 23 可以得出，稠油抽油机井平均产液量 ，平均泵深 ，平均泵效 %。 稠油与稀油井对比 ,平均泵深 +，平均产液 ，平均泵效 + 个百分点。 这主要是由于稠油井掺稀量计算在产液量内，因而泵效较高。 （ 2）电机应用现状 塔河油田应用的主要电机有两类：一类是 Y 系列电机，约占抽油机井总数的 40%以下；第二类是高转差电机， 约占 50%以上，其余为永磁无刷直流电机，应用数量为 3口。 从电机应用情况，高转差电机占主导地位。 从电机应用情况，节能电机占主导地位；从测试情况，部分井仍存在电机偏大的问题。 造成的原因是目前在用抽油机的启动性能较好，因而所需的启动功率与正常有功功率的比较低，因而有一定的调整余地。 潜油电泵井现状 统计塔河油田 101 口潜油电泵井，其中排量主要有 40 m3/d、 50m3/d、 80 m3/d、 100 m3/d、 120 m3/d、 150 m3/d、 200 m3/d、 300 m3/d、 400 m3/d 等 9种。 见表 24。 统计的开井 95 口。 调查其不同泵型的产液量、泵效、泵深情况见表 25 和表 26。 表 24 塔河油田潜油电泵井分排量井数统计汇总表 泵排量 （ m3/d) 40 50 80 100 120 150 200 300 400 合计 井数 (口） 1 16 21 22 12 25 2 1 1 101 塔河油田机采井工艺优化 8 表 25 塔河油田潜油电泵井稀油井分排量生产情况统计汇总表 排量 m3/d 开井数 目 (口 ) 调查 井数 (口 ) 泵 深 (m) 产 液 (t/d) 泵 效 (%) 范围 平均 范围 平均 范围 平均 40 1 1 50 16 16 ～ 3500 ～ ～ 80 9 9 1798～ ～ ～ 100 2 2 ～ 2795 ～ 56～ 120 1 1 150 4 4 ～ 3527 26～ ～ 15505 300 1 1 400 1 1 35 35 从表 25 可以得出，稀油潜油电泵井平均产液量 ，平均泵 深 ，平均泵效 %。 表 26 塔河油田潜油电泵井稠油井分排量生产情况统计汇总表 排量 m3/d 开井 数 目 (口 ) 调查井数 (口 ) 泵 深 (m) 产 液 (t/d) 泵 效 (%) 范围 平均 范围 平均 范围 平均 50 4 4 2501～ 36～ ～ 80 11 11 2442～ ～ 110 ～ 100 17 17 ～ 3506 ～ 168 ～ 120 11 11 ～ 3527 54～ ～ 150 20 20 2800～ 38～ ～ 200 2 2 2499～ 104～ ～ 65 65 从表 26 可以得出，稠油潜油电泵井平均产液量 ，平均泵深 ，平均泵效 %。 稠油与稀油井对比 ,平均泵深 + m，平均产液 t/d，平均泵效 + 个百分点。 这主要是由于稠油井掺稀量计算在产液量内，因而泵效较高。 塔河油田机采井 存在的主要技术问题 通过对塔河油田机采井现状调查，结合塔河油田油藏特征，最终认为，塔河油田机西南石油大学工程硕士研究生学位论文 9 械采油方面主要存在以下三方面的问题： （ 1） 泵深大、动液面高、泵效高，反映出塔河油田抽油机井纯抽泵效 低的问题。 由于塔河油田抽油机井的平均下泵深度达到 2500 米，因而在上冲程完成加载过程期间，会产生较大的抽油杆的弹性伸长，伸长量在 米～ 米之间 ,预计在抽油机的地面冲程 30%～ 55%，因而其泵效如高出这个界限则是不正常的；另外通过调查发现，抽油机井泵效高的井，其动液面深度较小，因而可以认为，大多数井的工况为抽带喷。 （ 2） 稠油区块由于流体性质限制，会导致抽油机井能耗水平较高。 对于稠油区块，由于流体粘度较高，采用掺稀生产，平均粘度虽有所下降，但随流体在井筒内向上运动，温度下降，到达井筒中上部时的粘度 仍会较高，由于粘度造成的摩擦负荷不仅不可忽视，高者会达到 104N 以上的水平，势必造成与稀油区块相比，在相同产液量条件下，能耗水平较高。 （ 3） 由于井深较大，抽油杆的弹性损失也较大，对深抽工艺提出了更高的要求。 由于在现有的工艺技术水平条件下，抽油杆作为抽油机举升的主要动力传动部件，弹性损失的存在的必然的，而且弹性损失将随着杆长度的增加而增加。 因而，常规的抽油机 +深井泵举升工艺，有着下泵深度的限制。 另外，新的深井泵深抽举升工艺的研究，目前仍在理论研究与现场试验阶段，暂时还难以取得突破性的进展。 （ 4） 部分抽 油机井 功率利用率低。 通过测试发现，多数抽油机井电机的有功功率利用比较合理，但仍有一部分井的功率利用率在 20%以下，对于这部分井的电机仍有下调装机功率的余地。 塔河油田机采井工艺优化 10 第 3 章 系统效率测试及效果对比评价 系统效率监测选井 (1) 测试目的 针对塔河油田部分低泵效机采井开展系统效率测试，并对测试结果进行分析评价，找出影响系统效率的主要因素，提出机采工艺优化方案，提高机采系统效率。 (2) 选井原则 ① 选井 覆盖 不同机采方式、不同产能、不同泵挂 等状况； ② 选取能够连续正常生产 30天以上的机采井 ， 不选连抽 带喷的机采井； ③ 优先选取 2020年应用新工艺机采井，包括侧流泵、自动补偿泵、侧流减载泵、16型抽油机、永磁无刷电机等。 (3) 详细选井情况 根据上述选井原则，选出 37 口 抽油机 井 、 8 口电泵井， 具体见下表 3 32。 表 31 按不同机采方式不同产能选井列表 生产方式 日产液 t/d 井数 抽油机井 010 3 1030 19 3060 13 ≥ 60 2 小计 37 电潜泵井 050 1 50100 5 ≥ 100 2 小计 8 合计 45 表 32 按不同机采 方式不同泵挂井列表 生产方式 泵挂 m 井数 抽油机井 ＜ 2020 15 20203000 14 30004000 6 ≥ 4000 2 小计 37 电潜泵井 ＜ 2020 4 ≥ 2020 4 小计 8 合计 45 西南石油大学工程硕士研究生学位论文 11 机采系统主要测试内容 与计算方法 有杆抽油系统 包括： 原动机 (电机 )、抽油机、抽油杆、抽油泵、井下管柱和井口装置等 [27]。 通过抽油机电动机、曲柄一连杆一游梁机构、抽油杆柱，将地面电能转化为举升地层流体的能量，因此，整个有杆抽油系统工作时是一能量不断传递和转 化的过程。 在能量每一次传递时都会损失一定的能量。 系统效率是表征有杆抽油系统能量转换与利用效率的主要指标 [28]。 为了准确的获得系统各部分的能耗数据，需要采用一定的测试仪器，在现场对电机、减速器的转速及功率进行实测，并结合光杆示功图、动液面以及油压、套压、产液量和含水率等数据进行分析计算。 目前 ， 机采井系统效率测试主要分为电参数测试及示功图测试，两种测试同时进行[29]。 其目的主要是测试输入功率，计算地面效率、井下效率及系统效率。 在研究这一问题时 ， 可将抽油机 — 深井泵装置的总效率 η 分解为地面部分效率 η 5（ 从电动 机到悬绳器 ） 及井下部分效率 η 4（ 从悬绳 器经深井泵返回到井口 ） [30]， 并进一步分解为电动机效率 η 1， 皮带一减速箱效率 η 2（ 因减速箱输入轴空间位置所限 ， 皮带与减速箱较难再分解 ）， 四连杆机构效率 η 3和井下部分效率 η 4。 η 4还可以再分解，但暂时没做这一 工作，从而得到： 432145   (1)抽油机井效率计算方法 ① 有效功率 864002 gHQP   （ 31） 式中： 2P — 有效功率， kW； Q — 油井产液量， m3/d； H — 有效扬程， m；  — 油井液体密度， t/m3； g — 重力加速度， g =。 ② 有效扬程        00 1000   dxtd HHgPPHH （ 32） 式中： H — 有效扬程， m； dH — 实测油井动液面深度， m； xH — 油井泵吸入口深度， m； 0P — 井口油压， MPa； 塔河油田机采井工艺优化 12 tP — 井口套压， MPa； 0 — 原油密度， t/m3。 ③光杆功率 6 0 0 0 03 sdd nfSAP  （ 33） 式中： 3P — 抽油机井光杆功率， kW； A — 示功图的面积， mm2； dS — 示功图减程比， m/mm； df — 示功图力比， N/mm； sn — 光杆实测平均冲次， min1。 ④抽油机的地面效率 %10021  PPs （ 34） 式中： s — 抽油机系统地面效率 ， %； 1P — 抽油机井的输入功率， kW； 3P — 抽油机井的光杆功率， kW。 ⑤ 抽油机的井下效率 %10032  PPw (35) 式中： w — 抽油机系统井下效率 ， %； 2P — 抽油机井的输入功率， kW； 3P — 抽油机井的光杆功率， kW。 ⑥ 单井的系统效率 %10012  PP （ 36） 式中：  — 单井系统效率， %； 1P — 抽油机井的输入功率， kW； 2P — 抽油机井的有效功率， kW。 ⑦平均系 统效率 机械 采油井的平均系统效率计算，采用输入功率加权平均法计算，即： 西南石油大学工程硕士研究生学位论文 13 %1001111niiniiiaPP  （ 37） 式中： a — 抽油机井的平均系统效率， %； iP1 — 抽油机井系统单井输入功率， kW； i — 抽油机井单井系统效率， %； n — 抽油机井测试井数。 ⑧百米吨液耗电 HQ PW  12400 （ 38） 式中： 1P — 抽油机井的输入功率， kW。 W — 抽油机单井吨液百米提升高度有功耗电量， kW h/(102m t)； Q — 油井产液量， t/d； H — 有效扬程， m。 ⑨排量系数 额定实际泵  （ 39） 式中： 泵 — 排量系数， %；。