(1. 黑龙江省大庆市第三采油厂第四油矿404队 163000;2. 黑龙江省大庆市第三采油厂第三油矿302队 163000;3. 黑龙江省大庆市第三采油厂第五油矿采油七队 163000)
摘要:随着油田含水率的迅速上升,开发经济效益逐年下降,对抽油机井进行经济评价能够优化机采系统效率。为此,分析了抽油机井的技术经济指标,在此基础上,探讨了影响抽油机井技术经济指标的因素,为保证油井高效生产,合理的配置抽油设备并进行工作参数的优化设计是必要的。
关键词:抽油机井;技术经济指标;影响因素;分析
前言
近年来,我国大部分油田已进入开发中后期,开发深度和难度与日俱增,油田供液能力明显不足。随着油田含水率的迅速上升,开发经济效益逐年下降,老区块应何时改变采油方式,才能延长油田的经济开采期,新区块应如何选择最佳的举升方式,使油田获得更大的经济效益,是企业面临的新问题[1]。进行采油方式的经济评价对于油田生产达到系统优化的目的,采油工程技术和经济效益研究,完善采油工程设计理论,具有重要的意义。
1 抽油机井技术经济分析
机械采油方式采油的过程作为一个系统,影响该系统协调运行的因素很多,不仅包括机机械采油设备自身的性能,还包括了地理条件、井筒特性、油藏及流体性质等多种因素。
1.1技术指标
(1) 系统效率。机械采油井的系统效率定义为将液体举升至地面的有效功率与系统输入功率的比值。机采系统是油由开发生产过程中的主要耗能单元之一,对于油田生产系统,提高油井机采系统效率是节能降耗的关键[2]。对于抽油机井系统效率的计算通式为:
式中,η系统效率为机械采油井的系统效率,%;P有效为机械采油井的有效功率,W;
P输入为机械采油井的输入功率,W。
系统效率的高低,很大程度上体现了泵工作状况的优劣,不同的采油方式,具有不同的机采设备,机采设备的系统效率高,说明设备利用率高,操作管理水平高,必将大大节约日常的生产经营费用,提高经济效益。
(2) 泵效。抽油机井和地面驱动螺杆泵井的泵效是泵的实际排量与理论排量的比值,电动潜油离心泵井的泵效是泵的实际排量与额定排量的比值。泵效是评价机械采油井泵工况状况和油井工作制度好坏的重要指标。
(3) 产液量。产液量常作为恒量油井生产质量好坏的最直接的标志,从理论上我们可以得出油井的理论产液量,也是该油井在机械采油状态下的最大产量,但是由于其它不稳定因素的影响,油井实际产液量可能会超过或者远远达不到理论产液量。对于一口正常生产的井,它的产液量范围为理论产液量的 40%~110%,低于 40%理论产液量的井为产量过低井,高于 110%理论产液量的井为产量过高井;另外,抽油机井采油方式适于中低产液量油井。
(4) 泵挂深度。进行机采方式选择时,下泵深度是另一个重要因素。抽油机井的最大下泵深度受到抽油杆强度、抽油机所能承受的最大悬点载荷以及抽油机曲柄轴所能承受的最大扭矩的限制,只能用于浅井和中深井。电动潜油离心泵井下泵深度受井下温度和电缆成本的限制,虽然目前国外有些电动潜油离心泵可在 230℃的高温环境中使用,但随着井温的升高,电缆和电动机的寿命将缩短,所以电动潜油离心泵不适应于深井抽油。
(5) 动液面。油井正常生产时,油套管环行空间的液面深度叫做动液面。动液面的高低反应了油井产量与产能的适应程度,同时动液面也是保证油井正常生产的必要条件。介于 10%和80%下泵深度的动液面深度视为正常的动液面深度,动液面过高或者过低,都是油井故障的表现。
(6) 机采设备的特点。当油井的产能变化时,机械采油方式适应这种变化的灵活性也很重要。通常,抽油机井能适应这些变化的灵活性较大;不同的采油方式适用的采油设备结构不同,工作过程不同,对特定的油藏区块类型适应性也不同。
1.2经济指标
(1) 检泵周期。检泵周期是机械采油中一项重要的综合性经济技术指标,油田开采管理工作已把检泵周期作为一项重要考核内容,用以评价技术管理和生产管理的水平,油井免修期越长,说明管理水平越高。
(2) 吨液耗电。吨液耗电是耗电量与产液量的比值,是评价油田经济效益的一个重要指标。 以水换油或者以电换油是我国油田的现状,因而,电费在我国的石油开采成本中占了相当大的比例,所以,石油行业十分重视节约电能。随着节能工作的深入,目前已有近 30%的油井使用了节能设备。
(3) 经济极限产油量。经济极限产油量简单说就是在收入和支出平衡的情况下,油井的最低产油量。 随着油井含水率不断上升,单井产油量逐渐下降,使原油生产成本逐年上升,部分油井可能出现不经济生产。因此,经济极限产油量作为一项重要的经济指标,可提高油田开发的经济效益。
2 抽油机井技术经济指标的影响因素分析
2.1 原油粘度
产出液的粘度在 0.1Pa·s 以上时,会对井下设备、泵和油管产生很高的水力摩阻,造成下行冲程时抽油杆弯曲,上行冲程时负荷增加,以致发生抽油杆故障(断、脱等)。深层稠油只能靠自身的能量,克服摩阻上升至泵挂附近,因此举升有一定难度。
2.2 气油比
多数油田在深井泵的开采期,都是在井底流压低于饱和压力下生产的,即使在高于饱和压力下生产,泵口压力也低于饱和压力。因此,在抽汲时总是气液两相同时进泵,气体进泵必然减少进入泵内的液体流量而降低泵效。当气体影响严重时,可能发生“气锁”。
2.3 原油含砂
我国许多油田的含油地质结构比较疏松,井液中含砂较多,在某些出砂严重的抽油井中,往往由于砂子进入泵内,使得泵的阀、柱塞、衬套等发生磨损,造成漏失,发生砂卡、砂磨和腐蚀,使得抽油泵过早的失效,甚至造成油井停产,作业频繁。
2.4 结蜡
在原油生产过程中,由于温度压力降低以及轻烃的逸出,溶解在原油中的蜡会以晶体形式析出并吸附在油管壁、套管壁、抽油泵。产液中含蜡 2%~3%时就可能有蜡析出。抽油机井结蜡问题比较严重。
2.5 结垢
结垢会缩小油管内径,引起泵效降低。如果井下结垢比较严重,必须采取化学防垢措施。
2.6 抽汲参数的影响
在众多的抽汲参数中,抽油机冲次和冲程、泵径、下泵深度以及抽油杆尺寸对系统效率影响较大。抽油机井工作参数不匹配,造成大马拉小车的现象,都会使耗电量增加,油井产能受到抑制,举升高度小,系统效率较低。抽油参数设计合理,会提高效率。
2.7 合理的沉没度
确定合理的沉没度,可降低泵口气液比,减少进泵气量,从而提高泵的充满程度,增加泵效。
3 结束语
随着各个油田油公司体制的建立以及我国和世界石油市场的接轨,经济效益已经被各个油公司提到了首要位置,为了实现这个目标,油田开发过程中所采用的采油方式必须技术上可行,经济上合理,客观条件许可。简而言之,进行采油方式的经济评价对于油田生产达到系统优化的目的,采油工程技术和经济效益研究,完善采油工程设计理论,具有重要的意义。
参考文献:
[1]陈仁保.采油方式综合评价系统的研究与应用[J].石油工程建设,2005,31(1):13~16.
[2] 梅启太.抽油机井系统效率控制图的研究与应用[J].油田地面工程,1993,12(3):70~72.
论文作者:刘翠霞1 梁国斌2,鲍泽林3
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第03期
论文发表时间:2019/6/21
标签:油井论文; 油田论文; 抽油机论文; 系统论文; 方式论文; 效率论文; 深度论文; 《科学与技术》2019年第03期论文;