1、2022 年 第 12 期 化学工程与装备 2022 年 12 月 Chemical Engineering&Equipment 125 抽油机井最优工作制度选择方法抽油机井最优工作制度选择方法 宁宏杰（大庆油田有限责任公司第五采油厂，黑龙江 大庆 163000）摘摘 要要：油田生产中，在保证产量完成的条件下，通过对间抽制度的合理性进行理论推导和分析，对比抽油机井调小参数和间抽措施，总结出各措施的优缺点，用经济效益评判，最终确定抽油机井最优工作制度，为今后降低抽油机井运行能耗提供新的途径，保证油田开发得到最佳的经济效益。关键词：关键词：抽油机；工作制度；能耗 油田给人类社会的发展提供了必要的能
2、源，在油田生产中抽油机是应用最广泛的采油设备，伴随着开采时间的逐渐延长，部分抽油机井出现供液不足现象，针对这部分井，如何选择合理工作制度，保证抽油机在最优经济效益下运行成了采油工程亟待解决的问题，本文就如何选择合理工作制度降低运行能耗进行探讨研究。1 1 供液不足原因分析及工作制度调整方法供液不足原因分析及工作制度调整方法 根据油井供排理论，随着不断的开采，地层能量逐渐地降低，生产压差下逐渐变小，产液量逐渐降低，而抽油机的工作制度没有变化的情况下抽油泵的排量没有变化，所以抽油机井出现供液不足现象。Q=KP 式中：Q油井产液量，K产液指数，P生产压差 供液不足井调整方案理论分析：假设某供液不足井
3、在一定的冲次和泵径下，测试冲程为 S1，测试有效冲程为 S2，在生产过程中产生的测试理排为 P1，测试有效理排为 P2。此时如果将冲程调整至 S2，所产生的理排 P2，在当前生产压差下，该井油层供液 Q 与 P2达到了供采平衡。由于冲程调整受到抽油机设备设计限制，无法做到按需调整，但是，可以通过调小冲次和减少抽汲时间两种措施达到减小理排到 P2的目的。由此可知，在有效理排一定的情况下，抽汲时间不变时冲次与冲程成反比；冲次不变时抽汲时间与冲程成反比，式中：S2测试有效冲程，S1测试冲程,n1产生有效理排所需的冲次，n1实际冲次，T1产生有效理排所需的时间，T224 小时。根据理论分析，针对供液不
4、足井应该采取调小冲次或者间抽措施。但两种工作制度的合理性和节能效果的优劣性需要进一步对比分析，因此采取现场试验进行探讨研究。2 2 现场试验现场试验 2.1 正常连抽 选取一口供液不足的抽油机井 A 进行现场试验。A 井正常连抽时冲程 2.5m，冲次 4.8 次，日耗电 94.582kW，运用功图法计算，日产液 6.46t，运行单耗 14.641 kW/t，单耗较高。图图 1 1 正常运行功图液面正常运行功图液面 2.2 调小冲次运行 对 A 井进行调小冲次，冲次降为 3.4 次。调整后冲程2.5m，冲次 3.4n/min，日耗电 73.912kW，日产液 6.43t，运行单耗 11.495
5、kW/t。DOI:10.19566/35-1285/tq.2022.12.066126 宁宏杰：抽油机井最优工作制度选择方法 图图 2 2 调小冲次功图液面调小冲次功图液面 2.3 间抽运行 2.3.1 间抽制度的制定 为了保证间抽不影响产量，可以采用计算方法为：停机时间 t1；起抽时间 t2，A 井井日产液量为 6.46t，套管内径为 124mm，油管外径为 73mm，可以计算油套环空的截面积 S：S=4（1242-732）10-6=7.8910-3（m2）恢复速度（m/h）=日产液量24油套环型空间面积=34.1（m/h）抽吸速度（m/h）=理论排量泵效（50%）24油套环型空间面积=43
6、（m/h）为便于管理，间抽周期一般为 24h t1+t2=24 (1)假设生产压差不变，停机恢复液面高度等于起抽时抽吸速度减去恢复速度乘以起抽时间 t2（43-34.1）=t134.1 (2)结合公式 1、2，得出 t1=5，t2=19 得出 A 井间抽制度是停机 5 小时，运行 19 小时。2.3.2 间抽时产量的估算 假设生产压差不变，间抽影响的产量主要是间抽停机阶段和起抽后恢复到正常时所影响的产量。通过液面测试 A 井连抽时液面是 923m，间抽刚起抽时液面时 724m，油套环空的截面积 S：S=4（1242-732）10-6=7.8910-3（m2）液面上升油套环形空间的液量为 Q1=
7、油套环空的截面积液面高度差产液密度=1.33t 正常连抽时 A 井日产液为 6.46t 间抽停机每小时影响液量 Q2=6.4624-Q15=0.003t 结合连抽时示功图，测算液面恢复正常时的时间 t3等于 Q1除以无效理排 P1除以泵效（50%）乘以 24h：t3=12.2h 间抽起抽到恢复到供液不足时状态是变化的，所以计算的 t3值存在一定的误差，现场实测功图液面，发现起抽 11小时后恢复到原来的供液不足状态，与计算值接近。图图 3 3 间抽刚起抽功图间抽刚起抽功图 图图 4 4 起抽起抽 1111 小时功图小时功图 不考虑生产压差变化，恢复阶段每小时影响液量近似等于停机阶段每小时影响液量
8、。间抽合计影响产液量 Q3=Q2(11+5)=0.048t 间抽时日产液量 Q=6.46-Q3=6.412t A 井冲程 2.5m，冲次 4.8 n/min。间抽停机 5 小时后运行，日耗电 77.902kW，日产液 6.412t，运行单耗 12.134 kW/t。3 3 经济效益评价经济效益评价 对三种状态下经济效益进行分析，调整前后产液量无变化，只有电量产生了变化，按每度电 0.7 元计算，未调整时吨液单耗 14.64kW/t,日用电费用=94.5820.7=66.207 元。调小冲次时吨液单耗 11.495 kW/t，日用电费用=73.9120.7=51.738 元。间抽时吨液单耗 12
9、.134 kW/t，日用电费用=77.9020.7=54.531 元。（下转第（下转第 133133 页）页）刘书博：渤海某油田断层防漏提效 133 足资料录取要求。2.4 优化钻具组合及钻井参数 为防止钻具组合扶正器过多，钻进期间造成卡钻情况，钻进至漏失风险较高断层前应更换简易钻具。旋转导向随钻测井钻具通径一般较小，不能过大颗粒堵漏材料，这样遇到突发井漏情况不能第一时间采取堵漏作业；若是漏失风险低的断层应加上堵漏短节或更换简易马达钻具组合。钻遇断层或漏失风险高井段前，进行短起下钻，清除岩屑床，降低环空 ECD，使井眼通畅；在钻进至断层之前，钻井液中提前加入堵漏材料，保证安全的情况尽可能密度走
10、低线过断层；平台配备足量堵漏材料及堵漏浆，根据返出流量和钻井液池液面变化及时发现井漏；优化钻井参数，断层井段适当控制参数通过，控制倒划眼和下放速度，防止压力激动；开泵时先小排量 1015spm 打通，返出正常后再逐渐将泵冲开至正常；下钻时，如果裸眼段较长或钻井液静止时间较长，中途应分段循环钻井液。2.5 制定详细堵漏策略 若现场发生渗透漏失，即漏失速度小于 30m3/h，可以采取提高钻井液粘度、切力，适当降低密度，并加入单封等堵漏剂，控制钻速，边打边观察，如果无效，要停止钻进，降泵冲循环观察，待返出正常后，逐渐提高泵冲；若发生裂缝漏失，即漏失速度大于 30 m3/h，必须马上停止钻进，使用锯末
11、、核桃皮、云母片、蛭石粉等堵漏材料进行堵漏，必要时起钻到套管鞋静止观察，提前动员专业堵漏服务公司进行堵漏采取下一步措施。3 3 现场应用情况现场应用情况 通过对表层套管优化下深，加深至 650m 以下，该油田A 平台第二批作业 4 口井，B 平台第二批 3 口井，无发生漏失复杂情况，提效超 14.88%。该区块第一批井，2500m 当量钻井周期 11.70 天，经过断层防漏措施优化后 2500m 当量钻井周期降为 8.43 天，钻井周期降低 27%。钻井效率由 91.6%提升至 99.25%，提升8.35%。该区块第三批四口井通过表层套管下深至 750m，识别井漏风险后选用 PD+直马达+堵漏
12、短节的钻具组合，既预防井漏又提高了非漏失风险层的机械钻速。三口井均未发生井漏，且三口井较设计工期提前 15.37 天，较基本设计提效35.17%。4 4 社会效益及推广前景社会效益及推广前景 井漏一直是困扰钻井作业时效的顽疾，通过对该油田钻井漏失情况的剖析，分析出预防井漏措施，对后期该油田钻井作业做出针对性的预防措施，使得后面作业井未发生严重漏失，且作业时效逐步提高。参考文献参考文献 1 王广源.渤海海域渤东低凸起南段原油蒸发分馏地球化学特征及成因J.成都理工大学学报(自然科学版),2021(04):466-473.2 朱建敏.海上稀井条件下砂质辫状河储层隔夹层识别以渤海LD2X油田为例J.断
13、块油气田,2020(11):13-18.（上接第（上接第 126126 页）页）_ 从用电费用来看，间抽和调小冲次都有较好的经济效益，但调小冲次单耗最低，耗电费用最少，经济效益最佳。4 4 结结 论论 （1）针对供液不足的抽油机井，制定调小冲次和间抽工作制度时，在节能降耗的同时要做到不影响油井产液量。（2）供液不足的抽油机井，调小冲次比间抽机采单耗更低，经济效益更佳，同时又减少了启、停抽油机的工作量，是供液不足抽油机井最佳的调整措施。参考文献参考文献 1 贾光园,张国庆,吴海东.影响抽油机系统效率因素及节能措施探讨J.中国科技博览,2014(39):365-365.2 李诚.影响抽油机系统能耗原因分析及节能对策J.石油石化节能,2016,6(10):40-42.3 邱锦.抽油机井的能耗分析及节能措施J.科学与财富,2016(6):00215-00215.