【正文】 有所下降，系統(tǒng)效率上升。另一方面可能排量偏大，造成嚴重欠載，能耗偏高。 ⑥ TK909H 井：該井動液面高、沉沒度高，導致系統(tǒng)效率偏低。建議分析該井生產(chǎn)能力，選擇排量 150m3/d 電泵生產(chǎn)，同時離心泵揚程選用 2020 米。分析該井系統(tǒng)效率偏低的原因：泵排量偏小不能發(fā)揮作用，導致液面抽汲不下去，揚程偏大（揚程大于泵深 536 米），浪費舉升能力。由于離心泵揚程有一定的壓頭余地，可有效地保證泵效有較高的水平，采用減級措施后，可使耗電量有所下降，系統(tǒng)效率上升。 總計 /平均 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 22 (2)電泵 井系統(tǒng)效率測試分析 由于電泵測試井數(shù)較少（僅有 8 口），平均系統(tǒng)效率低（ %），且只有 1 口井系統(tǒng)效率大于 10%，其余 7 口井系統(tǒng)效率均小于 2%，故無法從泵掛深度、電泵泵型、實際揚程、產(chǎn)液量等方面分析電泵泵效影響因素，僅從單井分析系統(tǒng)效率低下的原因。 4 TK127H 57 5 4 80 供液能力強，參數(shù)偏小致使高舉升高度偏低，系統(tǒng)效率低。 系統(tǒng)效率小于 10%的機抽井情況統(tǒng)計見表 311。 西南石油大學工程碩士研究生學位論文 19 表 310 系統(tǒng)效率大于 30%井情況分析表 序號 井 號 泵徑(mm) 沖程(m) 沖次(n/min) 產(chǎn)液(t/d) 泵效(%) 泵深 (m) 動液面(m) 沉沒度(m) 有功 功率(kW) 無功 功率(kW) 功率因數(shù) 系統(tǒng) 效率 (kW) 備注 1 DK23H 57 5 3 采用永磁無刷電機 2 S18 44 5 4 采用永磁無刷電機 3 TK123H 56 5 3 機泵桿配置合理，泵效高 4 TK337 44 2 24 長沖程低沖次能耗低 5 TK470CH 44 長沖程低沖次能耗低 6 TK7205 57 有效舉升高度高 7 TK929H 44 5 5 機泵桿配置合理， 沉沒度合理 8 TK716 56 3 有效舉升高 度高 9 TH10106 70/44 5 3 機泵桿配置合理，泵效高 10 S81 70/44 5 3 機泵桿配置合理 合計 /平均 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 20 ⑥ 低系統(tǒng)效率分析 本次系統(tǒng)效率測試的 37 口抽油機井中系統(tǒng)效率小于 10%有 7 口井，平均系統(tǒng)效率%，比抽油機平均系統(tǒng)效率低 個百分點。本次系統(tǒng)效率測試的 37 口抽油機井中系統(tǒng)效率大于 30%的有 10 口井，平均系統(tǒng)效率 %，比抽油機平均系統(tǒng)效率高 個百分點。特別是動液面在21002600m 時，系統(tǒng)效率相對最高。從表統(tǒng)計來看，當沉沒度≤ 500m 時系統(tǒng)效率能夠大于平均系統(tǒng)效率，主要原因是由于動液面數(shù)據(jù)并非當天所測、動液面大于 2500m 時存在失真造成的；當沉沒度在 500m1500m 之間時系統(tǒng)效率較高，大于平均值；當沉沒度大于 1500m 時，系統(tǒng)效率最低。下泵深度越大，沖程損失體現(xiàn)地越加明顯，系統(tǒng)效率有所降低。因此，管式泵 系統(tǒng)效率高于抽稠泵。 表 34 抽油機井系統(tǒng)效率分級統(tǒng)計表 系統(tǒng)效率分級 ≤ 10% 1020% 2030% 3040% ＞ 40% 合計 井數(shù)（口） 7 4 16 6 4 37 平均值（ %） 電泵井測試 8 口井，平均系統(tǒng)效率 %，其中系統(tǒng)效率大于 10%的只有 1 口井，系統(tǒng)效率為 %，其余 7 口井平均系統(tǒng)效率僅為 %，系統(tǒng)效率偏低 ，具體見表35。 西南石油大學工程碩士研究生學位論文 15 塔河油田系統(tǒng)效率測試分析 測試儀器及計算 能耗測試儀選用哈爾濱最一特機電設(shè)備公司生產(chǎn)的 CY1 型抽油機井多參數(shù)電力分析測試儀，精度 級，屬工業(yè)測試儀表。 式中： Hd— 油井動液面深度， m； P0— 回壓， MPa； Pt— 套壓， MPa； Hx— 油管吸入口深度（斜井應是垂直深度）， m； ρ 0— 原油密度， t/m3； ④油井液體密度 當油井液體密度未能實際測得時，可采用公式（ 313）計算： ? ? ff ??? ????? 01 （ 313） 式中： fw— 含水率， %； ρ w— 水的密度， t/m3； ⑤潛油電泵井的系統(tǒng)效率 12PP?? （ 314） 式中： η — 單井系統(tǒng)效率， %。 h時所轉(zhuǎn)的圈數(shù)， r／ (kW h/(102m ⑥ 單井的系統(tǒng)效率 %10012 ?? PP? （ 36） 式中： ? — 單井系統(tǒng)效率， %； 1P — 抽油機井的輸入功率， kW； 2P — 抽油機井的有效功率， kW。 ② 有效揚程 ? ? ? ? ? ?? ??? 00 1000 ????? ???? dxtd HHgPPHH （ 32） 式中： H — 有效揚程， m； dH — 實測油井動液面深度， m； xH — 油井泵吸入口深度， m； 0P — 井口油壓， MPa； 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 12 tP — 井口套壓， MPa； 0? — 原油密度， t/m3。 目前 ， 機采井系統(tǒng)效率測試主要分為電參數(shù)測試及示功圖測試，兩種測試同時進行[29]。 通過抽油機電動機、曲柄一連桿一游梁機構(gòu)、抽油桿柱，將地面電能轉(zhuǎn)化為舉升地層流體的能量，因此，整個有桿抽油系統(tǒng)工作時是一能量不斷傳遞和轉(zhuǎn) 化的過程。 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 10 第 3 章 系統(tǒng)效率測試及效果對比評價 系統(tǒng)效率監(jiān)測選井 (1) 測試目的 針對塔河油田部分低泵效機采井開展系統(tǒng)效率測試，并對測試結(jié)果進行分析評價，找出影響系統(tǒng)效率的主要因素，提出機采工藝優(yōu)化方案，提高機采系統(tǒng)效率。因而，常規(guī)的抽油機 +深井泵舉升工藝，有著下泵深度的限制。 （ 2） 稠油區(qū)塊由于流體性質(zhì)限制，會導致抽油機井能耗水平較高 。 稠油與稀油井對比 ,平均泵深 + m，平均產(chǎn)液 t/d，平均泵效 + 個百分點。 統(tǒng)計的開井 95 口。 從電機應用情況，節(jié)能電機占主導地位；從測試情況，部分井仍存在電機偏大的問題。 稠油與稀油井對比 ,平均泵深 +，平均產(chǎn)液 ，平均泵效 + 個百分點。 統(tǒng)計的 492 口抽油機井，開井 436 口。采油一廠地層水平均礦化度為 104mg/L，地層水平均密度為 ；采油二廠 地層水平均礦化度為 104mg/L，地層水平均密度為 。油藏存在水驅(qū)動作用，飽和壓力 ～ ，氣油比為 40～ 60m3/m3，一般不具有酸敏、速敏、水敏性，但存在強應力敏感性。 砂巖油藏的原油以中質(zhì)油和輕質(zhì)油為主，原油密度一般在 ，含硫、凝固點低、中等含蠟，其中有個別含蠟、含硫較高區(qū)塊。另外，由于儲層的儲集性能平面上具有極強的非均質(zhì)性，目前的碳酸鹽巖油藏的勘探開發(fā)仍是世界性的技術(shù)難題。 奧陶系儲層是塔河油田的主力產(chǎn)層，也是研究開發(fā)的重點。原油以中質(zhì)油為主，油藏普遍存在邊底水。又有粘度高、比重大的稠油、超稠油。 （ 3） 加強新型深抽技術(shù)及配套工藝研究， 進一步有效解決油田生產(chǎn)實際難題。油的粘稠與否往往對抽油井工作參數(shù)的選擇起到了很大的影響，所以現(xiàn)有的稀油井參數(shù)優(yōu)化設(shè)計方法不適用于稠油井。 西南石油大學工程碩士研究生學位論文 3 研究的區(qū)域背景 塔河油田構(gòu)造位于沙雅隆起阿克庫勒凸起西南斜坡上，阿克庫勒凸起西鄰哈拉哈塘凹陷，南接滿加爾凹陷。 據(jù)報道，國外采用節(jié)能抽油機后的系統(tǒng)效率一般在 30%～ 47%， 而 我國抽油機井的系統(tǒng)效率在 12%～ 30%之間。 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 2 1987 年周繼德 [18]在分析各種抽油設(shè)計方法和對油田實際情況進行研究的基礎(chǔ)上，提出的一種新的設(shè)計抽油參數(shù)的方法。 在 20 世紀 60 年代中期，美國 首次提出用數(shù)字計算機對抽油井動態(tài)進行診斷分析技術(shù) [16]。 理論分析方法就是結(jié)合抽油機井的具體情況，建立系統(tǒng)效率與技術(shù)裝備、油井參數(shù)之間關(guān)系的模型，并以此為基礎(chǔ)，分析各種因素對系統(tǒng)效率的影響，指導技術(shù)裝備與抽汲參數(shù)的設(shè)計。并且其原油物性差異大：既有輕質(zhì) 油，又有粘度高、比重大的稠油、超稠油。 隨著油田開發(fā)進入特高含水期 ， 機采井的能耗費用在原油生產(chǎn)成本中的比例逐年上升。 h。 （ 3） 加強新型深抽技術(shù)及配套工藝研究， 進一步有效解決油田生產(chǎn)實際難題。 因此，對于塔河油田 機采井工藝進行優(yōu)化十分必要。Ⅰ 西 南 石 油 大 學 工程碩士學位論文 論文題目： 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 摘 要 塔河油田目前共有抽油機井 536 口 ，潛油電泵井 101 口，機采井系統(tǒng)效率低 下 ，一直困擾著塔河油田 各大采油廠 。 并且 其原油物性差異大 ： 既有輕質(zhì)油 ， 又有粘度高、比重大的稠油、超稠油。 （ 2） 針對塔河油田部分低泵效機采井，開展系統(tǒng)效率測試，并對測試結(jié)果進行分析評價，找出影響系統(tǒng)效率和泵效的主要因素，提出機采工藝優(yōu)化方案，提高機采系統(tǒng)效 率和泵效。若單井實耗功率按 10kW、 年開井時間按 350d計算，則全國抽油機井年耗電 84 108kW 這不僅能夠節(jié)省企業(yè)的生產(chǎn) 成本，同時也 極大地 提高 了 企業(yè)的經(jīng)濟效益。 塔河油田油藏非常復雜：開發(fā)層位既有奧陶系碳酸鹽巖，又有石炭系、三疊系砂巖。因此，更多的 是 采用理論分析方法來提高抽油機井的系統(tǒng)效率。因此，發(fā)展了一些計算抽油桿柱負荷以及有效沖程的經(jīng)驗和半經(jīng)驗公式 [10]，這些公式經(jīng)過不斷修正、完善，由于計算簡捷并且具有一定的精度，所以保留至今，其中有些方法轉(zhuǎn)化成了圖表形式，使油田工作者使用起來十分方便 [11～ 15]。 此后 ， 又于 1972年 3 月 、 1977 年 2 月、 1979 年 3 月及 1986 年 6 月先后修改再版了四次 [17]。 2020 年，華北油田分公司開發(fā)研制了“抽油機井系統(tǒng)效率優(yōu)化設(shè)計軟件”和“抽油機井運行參數(shù)敏感性分析軟件” (總稱為 SysEff 系統(tǒng) )[21]。 因此，結(jié)合油田 各自的 生產(chǎn)實際，不斷 探索提高 抽油機井的系統(tǒng)效率，一直是國內(nèi)外采油工程師 不懈 追求的目標。 對于塔河油田稠油油藏， 其生產(chǎn)特點是普遍采用有桿泵舉升工藝，即采用常規(guī)管式泵和抽稠泵兩種機采方式，井筒降粘方式 則 主要為摻稀和電加熱兩種輔助工藝技術(shù) [26]。 （ 2） 針對塔河油田部分低泵效機采井，開展系統(tǒng)效率測試，并對測試結(jié)果進行分析評價，找出影響系統(tǒng)效率和泵效的主要因素，提出機采工藝優(yōu)化方案，提高機采系統(tǒng)效率和泵效。 塔河油田油藏地質(zhì)特征 塔河油田由于油藏的復雜性，開發(fā)層位既有奧陶系碳酸鹽巖，又有石炭系、三疊系砂巖，其原油物性差異大，既有輕質(zhì)油。塔河采油一廠的西達里來、阿克庫勒、塔河 1區(qū)、 2 區(qū)、 9 區(qū)三疊系及塔河采油二廠的 11區(qū)、評價 2 區(qū)和阿克來蘇北油田，其生產(chǎn)支為石炭系、三疊系砂巖油藏，不同區(qū)塊原油密度、粘度不同。塔河油田碳酸鹽巖油氣藏的儲集空間包括裂縫型、裂縫 — 孔洞型、裂縫— 溶洞型，儲集體之間連通關(guān)系復雜，油水關(guān)系復雜。這些特點充分說明塔河油田既不同于國外的碳酸鹽巖油藏 ，也不同于我國的任丘及其它碳酸鹽巖油藏，其開發(fā)沒有可借鑒的成熟技術(shù)方法。三疊系的砂巖油藏中的原油為稀油，奧陶系的碳酸鹽巖油藏中的原油為稠油，無論稀油還是稠油，在儲層中均具有羅好的流動性。塔河油田采油二廠的原油密度一般在 ～ ，油層原油平均粘度為 ～ ，平均含硫 %，含蠟以中低含蠟為主。 （ 3）地層水性質(zhì) 塔河油田的地層水為 CaCO3水型， pH值為 ，呈弱堿性。 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 6 表 21 492口井機型泵徑匹配表 機 型 泵 徑 (mm) 32 38 44 56 57 70 56/38 70/44 合計 14型 10 61 124 58 20 1 63 132 469 16型 1 1 4 6 18型 1 1 16型曳引式抽油機 1 1 800型皮帶式抽油機