“地下地上”系统优化降能耗

  单耗是衡量采油节能效果的重要参数。数据显示,桩西采油厂每产一吨液消耗3.7千瓦时电,在油田开发单位中采油系统提液单耗项目名列前茅。

  “有杆泵采油能耗管控是个系统工程,需要从地下到地面统筹兼顾,是技术优化和管理提升共同作用的结果。”桩西厂技术管理部主任孟庆标介绍。

  管杆优化实现“黄金”配比

  沉没度,是指抽油泵放置在井筒动液面以下的深度,沉没度越大,管杆柱的重量也就越大。一般要求沉没度在300米左右,这样既能保障油井持续供液不被抽空,还能少用抽油杆,降低全井杆柱重量,达到节能降耗的目的。

  桩139-平13井一直正常生产,9月工艺所监测到动液面回升到井口,沉没度也随之上升。于是,工艺技术人员根据新的动态参数重新优化设计,将抽油泵上提100米。开井后日增油2.3吨,折算日节电562.9千瓦时。

  “管杆优化是个精细技术活儿,太细,强度不够容易断;太粗,增加重量,多消耗能量。”工艺研究所机械采油室副主任徐华静介绍。

  工艺技术人员严格按照石油行业设计标准和摸索总结的厂级标准进行管杆优化设计。在不降低杆柱强度、保证油井检泵周期的前提下,采用长冲程、大泵径、低冲次生产模式,同时选取合理沉没度,降低载荷,提高机采系统效率。并综合考虑影响能耗的一切因素,坚持“一井一策”的设计理念,因井制宜,分类施策,实现管杆能耗最低。

  2019年,桩西厂抽油机井平均吨液耗电降低的同时,杆类躺井同比下降8井次,平均检泵周期同比增加387天,利用管杆优化的“黄金”配比实现能耗降低与延长检泵周期的双赢。

  动力匹配做到“车马”相适

  “地下的杆柱组合达到最优,地面的拖动系统相应也要配套,避免大马拉小车或者小马拉大车的现象!”孟庆标说。

  地面的拖动系统主要包括抽油机和电动机等设备设施。抽油机通过电动机提供动力,来完成油水的开采。电动机的动力和抽油机相匹配就能最大限度降低能耗。

  桩西厂开发初期,对较浅的井使用10型、甚至是8型的抽油机,对较深的井才使用12型抽油机。随着开采技术的精进,许多区块都以斜井或者水平井的方式开发,10型、8型抽油机逐步被淘汰,多采用12型抽油机。

  他们在大型号的抽油机上使用普通电动机,耗电量大,而使用永磁电机则更加节能。电机更换后,平均单井电机功率由46.6千瓦下降到29.8千瓦。

  低渗区块由于液量低,需要采用小冲次生产,而早期匹配的永磁电机普遍转速高,难以满足冲次小于4以下油井的生产。于是,他们不断优化工况参数,同时推广应用直驱电机,实现设备持续高效低耗运行。桩74-15-12井原生产参数2.5次,油井间歇严重,下调冲次至1.5次后油井供液相对稳定,在不影响产量的前提下日节电70千瓦时,泵效提升至42%。

  今年年初以来,实施调小参数18井次,安装直驱电机7台,在保证产液量不变的前提下平均单井日节电24千瓦时。

  电机功率的下降也为变压器的减容提供可能。他们一鼓作气,接着实施变压器减容和淘汰S7系列变压器的措施,使变压器容量由原来的50千伏安调整为30千伏安,日均节约容量费1万元。

  设备功率达到“动态”平衡

  抽油机在运转过程中承受交变负荷,上冲程由电动机提供能量,下冲程靠储备的能量,因此上下冲程负荷差异越小,抽油机平衡程度越好,要求平衡率在85%到115%之间。设备平衡不是一劳永逸的事,抽油参数或泵挂深度的改变,或者含水的变化都可能使抽油机重新变得不平衡,因此需要实时监测、动态调整。

  以往由采油工定期测量抽油机上下冲程电流,计算平衡度后再根据需要人工调节平衡块的位置。随着信息化建设的不断完善,抽油机平衡度实现了在线监控,在线调平衡。

  桩161斜3井作业后开井,开井前平衡率为79%,按照技术人员的预估,开井后液量会增加20%,平衡率会下降,需要再根据含水等实际情况调节平衡率。经过几天动态跟踪,待产量稳定后,生产指挥中心在线监控到平衡率下降到57%,他们及时组织对该井调平衡到86%。

  桩西厂充分利用油井信息化监控采集参数,实现功率平衡度等报表的自动生成,及时掌握各节点参数的变化情况。排查功率平衡不达标油井,每月制订调整计划,开展抽油机井功率平衡度调整工作。

  今年年初以来,他们共调整956井次,平均单井日节电11.5千瓦时。


信息来源: 
2020-12-21