油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究

油井机采系统效率的影响因素分析及提升策略研究

薛小东 李霞

陕西延长石油（集团）有限责任公司子长采油厂 陕西延安 717300

摘要：本文从工作实践出发，针对影响油井机采系统效率的设备平衡度、井筒复杂、动力系统等因素进行了分析，研究探讨了提升运行效率、优化维护调整、节能环保控制等方面的措施和策略。

关键词：机采系统；提升效率；影响因素；策略研究

为缓解石油能源应的短缺的矛盾，国内油田都把油气生产作为重中之重，抓住影响提升油井机采系统效率的关键，从原油设计到产出全过程加强措施制定和研究。笔者以长期从事油气田行业工作经验和对统计数据分析为基础，有针对性地指出了提高机采系统效率的应对措施，以期对提高油井产出效率、推进节能减排措施落实、助力油气生产有所借鉴。

1影响油井机采系统效率的主要因素

1.1电机负载率对效率的影响

抽油机作为油井机采系统中动力提供源是决定效率高低的关键。机电设备在使用时间过长或者超过设计寿命期老化、故障率增多，保养维护不及时导致设备坏损能耗加剧降低效率。抽油机的功率设计与油井深度、油层分布、地质结构不匹配，导致功率过高造成能源浪费或者功率过低“小马拉大车”动力不足。对抽油机故障率和修复率的调查数据统计显示：油气田中近三成抽油机的功率偏低，影响抽油机输出功率造成油井机采系统动力不足、维修成本增加、停等时间加长影响原油产量。同时，电机负载率过高出现过载现象时不能及时对电机扩容，也是导致抽油机效率降低的影响因素。

1.2抽油机平衡度对效率的影响

抽油机平衡度是影响抽油机效率的又一个重要因素。平衡度作为衡量抽油机运行的关键性指标，数理分析统计显示近半数的油井机采系统故障都是平衡度低引起的。平衡度低不仅对系统运行平稳性造成损害，还导致设备在非匀速工作状态下机械损耗加和维修成本增加。使用者在选用电机时不能优先考虑其超载能力和启动特性，使用时不能把握抽油机平衡度运转时间改变而变化的规律，导致整个机采系统效率低下。

1.3井筒复杂与油井沉没度对效率的影响

油气生产实践表明，油井沉没度与井筒复杂对效率的影响是直接和长期的。井下抽油泵设计与油气设备不匹配，尤其是抽油机有效扬程设计不合理对井口机采系统效率影响很大。井下抽油泵设计与地层压力大、泵潜深度不符合实际，导致油井沉没度对有效扬程、泵沉没度、井下的液面的抽吸参数控制难度加大效率降低。油井沉没度设计没有充分考虑油田区块含水率以及地层结构特点，不能准确设置井筒复杂和井下泵充满系数，造成油井供液能力差影响油泵运行效率。另外，井筒中抽油杆和油管长期摩擦以及原油从地下抽采到地面摩擦阻力加大、井筒内径逐渐收窄设备运速减慢效率降低。

1.4运行维护等因素对系统效率的影响

油井经过长期使用井筒内内壁及抽油杆、套管结垢结蜡的过程周期缩短，设备盘根过紧、偏磨现象频繁出现、原油乳化造成抽油机悬点载荷加重成为必然。而产油单位由于运维不善管理松懈导致机采系统油杆断脱、井口不出液、油管漏失的机率大增。运维不及时、检查不到位使柴油机发电、输电供应两种动力传输模式容易出现提传送带松弛、打滑、脱离降低传送效率过低。在传动效率方设计安装过程中，由于钻前施工周密性，系统性不强导致钻井基础沉降水均匀等微小偏差，影响抽油机系统安装的密封性降低了抽有效率。

2提升油井机采系统效率的应对措施

2.1科学设计动态调控抽油机平衡度及各项参数

各油气田要依靠科学进步、依托科技优势，做好油气生产过程油井机采系统平衡度的计，经过调查研究、进行方案调整论证，实现设备系统协调匹配。提升油井机采系统效率要以地面设备运行稳定性经济性为基础，把抽油机平衡度作为安全环保因素、节能环节控制的重要参数。设计要分析传统机采系统平衡度偏低的原因，根据油井年度产量任务目标、日产油量标准，对数据进行跟踪处理科学设计油井周期，合理优化油井生产维修维护以及井下作业时间。通过动态监控油井内部油层液面变化，精准把握油管套管摩擦程度、及时进行管材器件的更替，确保抽油机平衡能耗与运行维护达到最优参数设计，机采抽油系统始终保持良好的工作状态，达到既满足油气产量目标要求，又能最大限度节约成本费用减少等停时间目的。

2.2推广引进先进工艺和技术设备

油气田各生产单位要围绕原油生产任务指标，积极吸收借鉴国内外原油抽采的先进技术、引进先进设备。在当前倡导绿色环保节能的新形势下，把节约维修成本，降低环境污染，提高采油效率，减少人身危害作为机采传动设备选取运维标准。把引入新型的节能抽油机，包括皮带防滑设备、智能监控设备以及采油、回注、输输流程中自动流量控制设备、电器仪表控制箱、电磁调速控制总成作为重点。把降低油井井筒磨损程度、减少拉杆套管磨损与发挥变频冲刺控制器等新科技设备功能优势进行研究，确保实现对抽油机的机采效率、能量消耗、提质增效的适时掌控。油气生产单位要加强对岗位操作人员相关技术技能培训，使他们掌握抽油机维护先进方法，使抽油机润滑设备、液体维护补剂保持高品质。以此提高传动系统的工作效率。

2.3提高井筒复杂防偏磨措施处置能力

加强油井机采系统井筒保护是提升效率的重点措施，有利于促进机采系统包括动力设备、传输设备、采抽设备之间整体协调控制，形成系统化规模化运作。提高井筒复杂防偏磨措施处置能力，加强对井下偏磨事故诊断能力的研究，针对当前地下油层分布越来越深，斜井、平衡井、大位移井数量增多技术要求高的实际，把抽油杆偏磨影响井下作业效率的原因分析清楚。通过科技攻关和对地质情况的研判分析，探索井下作业故障高发的规律，借助智能化手段提高对故障位置的准确判断，减少非正常井对油井机采系统效率的影响。在理论分析和实践经验结合的基础上，根据抽油机真实负荷现状选择电机，并充分考虑机械自身原因、生产环境变化对额外负荷的影响。尽量采用低速节能电机对降低了油井的井筒的冲刷频度，减少抽油杆柱与管道井壁往复运动摩擦次数，减少偏磨惯性载荷和无用功损耗，降低电机设备输入功率，提高机采系统的效率。

2.4注重化学试剂在油井机采系统应用

为减少机采系统防偏磨能力，油气生产单位要结合抽油机采油实际把化学试剂应用到提升效率的创新实践中。按照单井日产液总量合理设置破乳剂与水的混合比，制成均匀的水溶液通过地面传输设备传送到井筒。通过采油点、转油站、集输站达到循环，实现原油中水、油、气等不同成份的分离。要注重化学试剂在油井机采系统在解决卡泵、结蜡、油管断裂等事故处理中的应用科学研究各种成分比例。应用化学试剂要和油井定期热洗材料、高分子防蜡剂、油管表面活性剂的使用相结合，使防偏磨接箍除垢清蜡辣与地面管螺旋防偏清洗措施融为一体，提高原油产出效率。

3 结语

提升油井机采系统效率要从科学设计动态调控抽油机平衡度及各项参数，推广引进先进工艺和技术设备，提高井筒复杂和防偏磨措施处置能力，注重化学试剂在油井机采系统应用等多方面入手，方能促进油田生产、减少能源消耗、降低成本支出，推进企业实现经济发展目标。

参考文献：

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