摘要:本文从濮城油田生产实际出发,统计分析了濮城油田生产现状与开发过程中存在问题,探讨了减载器大泵深抽提液技术工作原理、技术改进以及在濮城油田大泵深抽提液方面的应用及效果,达到了减载深抽、提液增油、节能增效提高开发效益的目的。
关键词:减载器;深抽提液;节能降耗;提高效益
1 项目背景
1.1现状
濮城采油厂现有抽油机开井735口,平均单井日产液22.9t,单井日产油1.0t,综合含水95.9%,平均泵径44.0mm,平均冲程4.80m,平均冲次3.65n/min,平均泵挂深度1928m,动液面1677m,沉没度251m,平均泵效54.5%,免修期628d。
电泵33口,通过对所测电泵井分析,平均系统效率为23.4%,平均功率因数合格率100.0%,平均日产液159.2t/d,平均日产油2.6t/d,平均含水98.4%,平均泵挂深度1776.0m,平均动液面1194.8m,平均吨液单耗12.98 KW?h/t,平均吨油单耗920.42 KW?h/t,平均百米吨液单耗1.27KW?h/(102m?t)。
1.2存在问题
1.2.1电泵井存在问题
根据2018年电泵系统效率测试报告,可以看出电泵井生产存在以下问题:
系统效率不达标:电泵井系统效率低23.4%,平均吨油单耗920.42kW?h/t,电泵井维护成本高28万元/台。
由于电潜泵井高含水高液量低效生产,在濮城油田沙二段油藏强注强采,造成油藏平面注采结构失调,主力产层水淹严重,用水洗油的状况越来越严重,注入水低效循环。并且大量的液量造成水处理成本的增加、能源的浪费,因此针对含水率较高的油井采取平面、层间调整等措施;同时通过有效堵水,降低无效液量,从而降低吨油单耗,提高电泵井的经济效益。
1.2.2 抽油机井存在问题
(1) 部分油井供液能力好,高产液、高含水、但液面较深需要大泵深抽提液井,由于地面设备(抽油机)受限,严重制约了泵挂进一步加深,难以满足油田开发的需要。
(2)更换大型抽油机的成本在80万元左右,这无疑会增加巨额的成本投入。
2 主要技术概况
2.1 技术思路
以经济效益为中心,在摸清储层变化和认清构造特征的基础上,结合剩余油分布规律的认识,加大油藏产液结构、注水结构的调整力度;通过优化采油方式大幅度减少低效、无效油井;抽油机的举升方式无疑在节能方面大大优越于电泵井,但抽油机井最大下泵深度受驴头悬点最大载荷、减速器最大扭矩和抽油杆强度三个条件的制约,在排量上无法满足生产的需要。在现有经济技术条件下,如果要想实现电泵井转成抽油机生产,确保液量相对稳定,就需要安装大型抽油机,一台大型抽油机的成本在80万元左右,这无疑会增加巨额的成本投入。在这种形势下,深入研究了抽油机井在正常工况下的驴头悬点最大载荷,认为通过特种结构抽油泵降低驴头悬点最大载荷,并进一步优化杆柱组合,达到大泵深抽的目的是完全可行的。
2.2 核心技术
油井减载器JZQ-V是电泵转抽重要的配套工艺之一,减载器由上管、下管和减载活塞组成,该项技术充分借力抽油泵大、小柱塞面积差产生的向上的助推力,达到降低抽油机悬点载荷的目的,实现了抽油机减载节能配套采油的一项新技术。具有以下特点。
1)用普通D级抽油杆便可大幅度加深泵挂,实现小泵深抽、超深抽,或者大泵深抽提液,达到提高泵效,提高产量的目的。
2)降低抽油杆柱伸缩对泵效的影响,增加有效冲程,提高泵效。
3)液面、泵挂越深,其减载能力越强,在最大下泵深度时,同泵挂深度,驴头负荷比下减载装置前可减少35%以上;泵挂加深,驴头负荷比下减载装置前可减少15%以上。其节能效果也非常理想,节能率可达到10%以上。
4)有效地提高抽油井的机采系统效率,降低生产成本。
5)改善杆、管的受力状况,减少杆、管断脱的几率,延长检泵周期,节约检泵费用。
2.3 经济技术指标
1)柱塞的抗拉强度提高了1.3倍。
2)过液通道的截面积由8.04cm2增加到24.63cm2,过液通道的流动阻力进一步降低,抽油杆柱下行更为通畅,过液能力增加了206%,完全可以满足Φ83mm 、Φ95mm大泵提液的需求。
3)能满足一般稠油井、出砂井的使用。
3 项目实施情况
3.1 第Ⅴ代减载器使存在问题
1)上下泵筒和活塞的直径大,摩擦副接触面大,漏失量大,致使下泵较深,油井泵效低。
2)φ44mm长柱塞过液通道的内径只有φ32mm,长度超过7.2m,过液通道的截面积小且长度长,流动阻力大,不仅减载效果受到了一定的影响,而且抽油机减载器的最大排量也受到了限制,特别是在油井实施大泵提液时,油井日产液量一般都稳定在90㎡左右,导致泵效不是十分理想。针对油层能量高供液充足的油井,需要下Φ83mm、Φ95mm泵提液增油,第Ⅴ代产品因排量限制已不能满足现场生产需要。
3.2 第ⅤI代减载器改进方案
1)将长柱塞由空心改为实心,其直径由Ф44mm改为Ф28mm,柱塞的抗拉强度提高了1.3倍。
2)将泵筒和减载活塞的直径由Ф70mm改为Ф57mm,将过液通道由长柱塞内孔过液,改为由上下泵筒和外管以及组合接头,作为过液通道,增大过液截面积。
3)在上下泵筒之间增加了一个组合接头,其内分别连接上下泵筒,其外分别连接上下外管,其中间部位开有呼吸孔和过液通道。
4)改进了防杂质、防砂结构,在Ф28mm短工作筒顶部端面成45℃斜角。
3.3 现场应用情况
截止到2019年底共实施17口井,在不改变现有机抽设备的基础上,φ83mm泵挂深度由1000m加深到1500m,泵挂加深500m,放大了生产压差,提高单井产量,起到了深抽提液增油、节能降耗的目的。
4 经济效益分析
利用减载器实施83mm大泵深抽提液16口井;实施电泵转抽1口(P1-85),日节电0.2×104KW.h,年累节电33×104KW.h。截止到12月底,年累增液419407t,年累增油4343.6t,累增气1080199m3。
实施减载器大泵深抽提液后,φ83mm泵挂深度由1000m加深到1500m,泵挂加深500m,悬点载荷没有增加,达到了节能降耗、提高效益的目的。实施后进行机采系统效率测试井8口井,效能指标明显提升,平均单井机采系统效率46.2%,与常规抽油机相比提高了13.3%;平均吨液单耗5.7KW·h/t,与常规抽油机相比下降4.7KW?h/t;百米吨液单耗0.9kW·h/(102m·t),与常规抽油机相比增加0.25KW?h/(102m?t)。
投入费用合计208.76万元,产出效益合计1357.85+169.59+25.94=1553.38(万元),投入产出比=208.76∶1553.38=1∶7.44,投资回收期:208.76∶1553.38=0.13(年)。
5 推广应用建议
通过开展濮城油田大泵深抽提液配套技术的攻关,利用减载器可以减轻抽油机驴头悬点载荷,配套抽油机井大泵提液深抽提液和实施小排量电泵转抽技术,达到降载、节能、降耗、提高泵效、提高机采系统效率的一项抽油井配套新技术。 具有很好的推广前景,也为下步濮城油田的电泵转改工作积累了经验,奠定了技术基础。
参考文献:
[1]万邦烈.采油机械的设计计算.北京:石油工业出版社,1988:105-110.
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