张娟
中国石油玉门油田分公司老君庙采油厂 ?甘肃省酒泉市 735200
摘要：石油产业是促进我国社会经济发展的基础重要产业，油田的开采量、开采效率会直接影响采油工程的效益以及后期的利用。目前我国存在许多低渗透油田，不管是系统运行效率、电动机功率、载荷利用率都比较低，不仅影响开采效率和产量，而且对油田整体开采效益产生极其不利的影响。为了提高产量不少油田使用大型抽油机及其配件来生产，但是这种生产方式会产生较大的能耗和污染，不符合绿色环保可持续发展的理念。为此，需要对低渗透油田抽油机的节能开发进行研究分析，从抽油机选型及其重要设备选择着手，通过结构改进和设计优化来提高节能效果，同时还应采取更加高效科学的管理方式，以确保抽油机正常稳定的工作，进而提高整体抽油机系统的生产效率，降低系统能源消耗。
关键词：低渗透油田；抽油机；节能技术
我国石油存储量丰富但是也存在着许多低渗漏的油田，这些油田采用传统抽油机设备，开采效率很低，抽油机会随着低渗透油田产液规律的变化而变化，导致产液量下降且开采的时间延长。传统抽油机及其拖动装置方式落后，再加上本身抽油机系统在运行时耗电量较多，能耗较大，总体效率较低。常见的系统效率损失发生在电动机、减速箱和抽油机杆结构之间的摩擦阻力损耗，以及井下部分抽油杆和盘根盒之间的摩擦损耗、抽油杆和油管的摩擦损失，抽油泵内柱塞和衬套之间的摩擦损失。为减少这些损耗，提高低渗透油田抽油机井运行效率，必须合理选择抽油机类型，并采用科学合理的节能技术和措施。
1 低渗透油田抽油机选型
分析抽油机井产液和载荷变化、生产压差之间的关系可知，采液指数和生产压差相乘可得到低渗透油田的产液量，但是在抽油机投入生产后期生产压力会快速下降，且具有恢复慢的特征，所以在生产过程中生产压差基本无明显变化，因此采液指数是直接影响抽油机井产液量的关键因素。随着采液指数的增大，抽油井产液量随之变大。在不同的含水量条件下，油田采液指数不同，此外也和油田本身的存储类型以及原油的性质有关。所以在选择抽油机时，必须综合分析影响采液指数的各项因素，根据油田的实际情况，尤其是油田的含水量、流体性质合理选择抽油机设备。根据统计分析可知，当油田的含水量为100%时，采液指数小于无水期采液指数，原油的粘度以及矿物质是引起该现象的主要原因。当流压小于最小流压时，油田的产量会随着生产压差的增大而减小。因此不能通过采取增大生产压差或加深泵挂的措施，不仅不能提高产量反而会使产量减少。这是因为在抽油机井的流压快速下降以后，可能会出现气化液体渗漏、油相渗透率下降的情况，而在抽油机井底部流压快速下降后，低渗透油田储油层会出现变形的现象，渗透率不断降低，当井底的流压再次下降后，会随着溶解气稀释效应的下降而使原油粘度增大，而原油粘度参数一旦发生变化就会影响开采的难度，进而影响开采效率。
通过对低渗透油田产液量变化规律、初期载荷以及扭矩利用率的研究分析，结合载荷和扭矩计算，发现低渗透油田开采中产液量变化不明显，其在开采时会受到不同载荷以及扭矩利用率的影响。为避免抽油机在运行中出现故障而影响设备的稳定运行，确保设备能长时间可靠运作，必须合理控制最大载荷与扭矩利用率。根据抽油机位置因数和扭矩因数，以及悬点位置的计算绘制出扭矩曲线，这些数据参数可为抽油机型号的选择提供可靠参考依据。
2 节能型抽油机及其设备选择
在抽油机设备选型时也要注意设备的节能性，影响抽油机节能效果的主要是电动机、控制柜和抽油杆这些部件，为此通过改进抽油机结构和尺寸，改变抽油机的平衡方式，降低抽油机工作扭矩及其波动，可有效减少电流而增大电动机工作效率。在节能电动机选择方面，可以通过改变其输入机械特性，即改变电源频率来使得其和负荷特性的柔性相匹配，也可以通过改变电动机的机械特征，即改变转速差来提高电动机和抽油机配合度。同时，还可以通过提升电动机功率因数与负荷率改善电动机的机械特性，从而使抽油机启动时的能耗得到有效减少。在控制柜选择上尽量选择相匹配的变频调速器，该类调速器具有低投入、节能效果明显、运行稳定以及使用方便的特点。抽油机的变频调速器能结合抽油井的实际情况自动调节电动机的转速以满足节能的要求，此外还能有效提高电动机的功率因数、降低供电电流、减轻电力设备的运行负担和线路的功率损耗。其他元器件选择方面，要注意选择高效性的井下泵，使用节能型元件，改进系统部件的平衡方式。在抽油杆选择时，尽量使用重量轻但抗拉强度较大的抽油杆，可起到降低井下功率损失、提高节能效果的作用。
3 加强对抽油机井的科学管理
实现低渗透油田抽油机节能的目的，除了合理选择抽油机及其元器件外，还应该加强对抽油机井的管理。比如结合采井实际情况合理设计抽油机-泵-杆，确定合理的沉没度，同时降低下泵的深度以提升泵效。对于地面抽油机则使用最大冲程和较小冲饮，能有效提升抽油机井检泵效果，确保抽油泵正常工作，也使得抽油机系统整体运行效率得到提升。此外，加强对控制柜和电动机的科学管理，定期对电动机的能耗进行测试，配套合适的电动机。对于前期控制柜能耗较大的问题，可以通过变频控制柜来控制。最后，对于抽油机及其杆泵应加强维护管理，完善相关管理制度，定期了解设备的运行并根据实际情况及时做好维护维修，井下的杆泵系统也要及时检泵换泵才能确保设备系统稳定运行，进而提高系统运行效率。
4 结语
综上所述，影响低渗透油田抽油机节能效果和系统运行效率的因素有很多，抽油机的设备及其生产参数、实际采油田情况、对抽油机系统的管理效率等都会对实际节能产生一定影响。而且抽油机杆泵系统的各个部分耗能不一，在实际生产中必须充分结合抽油井实际生产状况来选择合理的可以提高节能效果和运行效率的技术措施。通过新的技术工艺、设备的引进，以及管理制度的完善可逐渐提高抽油机实际生产中的节能效果。当然，随着科学技术的发展，在未来会加强对低渗透油田的开采，通过节能设计和技术措施可促进低渗透油田生产开发的可持续。
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