【正文】 2PP?? （ 314） 式中： η — 單井系統(tǒng)效率， %。 ②潛油電泵井的有效功率 864002 gHQP ???? ? （ 311） 式中： P2— 有效功率， kW； Q— 油井產(chǎn)液量， m3/d； H— 有效揚程， m； ρ — 油井液體密度， t/m3； g— 重力加速度， g =。 h時所轉(zhuǎn)的圈數(shù)， r／ (kW ⑨排量系數(shù) 額定實際泵 ?? （ 39） 式中： 泵? — 排量系數(shù)， %； 實際Q — 泵實際排量， m3/h； 額定Q — 泵額定排量， m3/h。 h/(102m ⑧百米噸液耗電 HQ PW ??? 12400 （ 38） 式中： 1P — 抽油機井的輸入功率， kW。 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。 ④抽油機的地面效率 %10021 ?? PPs? （ 34） 式中： s? — 抽油機系統(tǒng)地面效率 ， %； 1P — 抽油機井的輸入功率， kW； 3P — 抽油機井的光桿功率， 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。 在研究這一問題時 ， 可將抽油機 — 深井泵裝置的總效率 η 分解為地面部分效率 η 5（ 從電動 機到懸繩器 ） 及井下部分效率 η 4（ 從懸繩 器經(jīng)深井泵返回到井口 ） [30]， 并進一步分解為電動機效率 η 1， 皮帶一減速箱效率 η 2（ 因減速箱輸入軸空間位置所限 ， 皮帶與減速箱較難再分解 ）， 四連桿機構(gòu)效率 η 3和井下部分效率 η 4。 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]。系統(tǒng)效率是表征有桿抽油系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換與利用效率的主要指標 [28]。 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。 (3) 詳細選井情況 根據(jù)上述選井原則，選出 37 口 抽油機 井 、 8 口電泵井， 具體見下表 3 32。 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。 （ 4） 部分抽 油機井 功率利用率低 。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。 （ 3） 由于井深較大，抽油桿的彈性損失也較大，對深抽工藝提出了更高的要求 。 （ 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 。 塔河油田機采井 存在的主要技術(shù)問題 通過對塔河油田機采井現(xiàn)狀調(diào)查，結(jié)合塔河油田油藏特征，最終認為，塔河油田機西南石油大學工程碩士研究生學位論文 9 械采油方面主要存在以下三方面的問題： （ 1） 泵深大、動液面高、泵效高，反映出塔河油田抽油機井純抽泵效 低的問題 。 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。 表 24 塔河油田潛油電泵井分排量井數(shù)統(tǒng)計匯總表 泵排量 （ m3/d) 40 50 80 100 120 150 200 300 400 合計 井數(shù) (口） 1 16 21 22 12 25 2 1 1 101 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 8 表 25 塔河油田潛油電泵井稀油井分排量生產(chǎn)情況統(tǒng)計匯總表 排量 m3/d 開井數(shù) 目 (口 ) 調(diào)查 井數(shù) (口 ) 泵 深 (m) 產(chǎn) 液 (t/d) 泵 效 (%) 范圍 平均 范圍 平均 范圍 平均 40 1 1 50 16 16 ～ 3500 ～ ～ 80 9 9 1798～ ～ ～ 100 2 2 ～ 2795 ～ 56～ 120 1 1 150 4 4 ～ 3527 26～ ～ 15505 300 1 1 400 1 1 35 35 從表 25 可以得出，稀油潛油電泵井平均產(chǎn)液量 ，平均泵 深 ，平均泵效 %。 統(tǒng)計的開井 95 口。 潛油電泵井現(xiàn)狀 統(tǒng)計塔河油田 101 口潛油電泵井，其中排量主要有 40 m3/d、 50m3/d、 80 m3/d、 100 m3/d、 120 m3/d、 150 m3/d、 200 m3/d、 300 m3/d、 400 m3/d 等 9種 。 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。 （ 2）電機應用現(xiàn)狀 塔河油田應用的主要電機有兩類：一類是 Y 系列電機，約占抽油機井總數(shù)的 40%以下；第二類是高轉(zhuǎn)差電機， 約占 50%以上，其余為永磁無刷直流電機，應用數(shù)量為 3口。 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。 表 22 稀油井分泵徑生 產(chǎn)情況匯總表 泵 徑 (mm) 泵 深 (m) 產(chǎn) 液 (t/d) 泵 效 (%) 動 液 面 (m) 沉沒度 (m) 范圍 平均 范圍 平均 范圍 平均 范圍 平均 平均 32 ～ 3464 ～ ～ 1071～ 3868 2639 38 ～ 2989 ～ 13～ 0～ 3000 2193 44 ～ 2334 ～ ～ 241 0～ 2768 1081 56 ～ 1585 ～ 102 ～ 0～ 1903 57 ～ 1392 22～ ～ 0～ 1642 573 平均 2353 1470 從表 22 可以得出，稀油抽油機井平均產(chǎn)液量 t/d，平均 泵深 ，平均泵效 是 %。 統(tǒng)計的 492 口抽油機井，開井 436 口。 塔河油田機采井現(xiàn)狀 抽油機井現(xiàn)狀 （ 1）抽油機井生產(chǎn)情況 到 2020 年 6月 ,塔河油田目前共有抽油機井 536 口，統(tǒng)計 492 口井的機型與泵徑的配合情況見表 21。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 。奧陶系中的稠油有普遍的溫度敏感性 .另外含水率的變化和氣體含量的大小對稠油粘度有一定的影響 . （ 2）天然氣性質(zhì) 塔河油田天然氣主要為溶解氣，具有相對密度高，甲烷含量低和重烴含量高的性質(zhì)，甲烷含量 %，平均含 N2為 %，含 CO2為 %，平均相對密度為 。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。塔河油田采油一廠的原油密度一般在 ～ ，油層原油平均粘度為 ，地面脫水原油的粘度最高可達到 274700 (60℃ )，膠質(zhì)含量平均為 %，瀝青質(zhì)含量一般不大于 20%。 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。 塔河油田油藏流體特征 （ 1）原油性質(zhì) 塔河油田油藏原油主要儲存于三疊系的砂巖儲層和奧陶系的碳酸鹽巖儲層中。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。即：超深、超稠；高溫、高壓、高粘、高礦化度、高含硫化氫。 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。 （ 2）碳酸鹽巖油藏地質(zhì)特征 塔河油田奧陶系油藏是受裂縫以及在其基礎(chǔ)上的多期巖溶控制 的，多套縫洞體系在三維空間上形成的碳酸鹽巖巖溶縫 — 洞型復合油氣藏，其有效的儲集 — 滲流空間是寬度不同的裂縫及與其相連通的大小不等的溶洞，即儲層的儲集性能主要受裂縫和溶蝕性孔洞發(fā)育的影響。原油以中質(zhì)油為主，油藏普遍存在邊底水。 （ 1）砂巖油藏地質(zhì)特征 砂巖儲 層一般埋深 4400～ 5100m，壓力系數(shù)為 ～ ，地層溫度梯度 ～℃ /100 m，滲透率一般為 56～ 416 103μ m2。又有粘度高、比重大的稠油、超稠油。 塔河油田機采井工藝優(yōu)化 4 第 2 章 塔河油田機采井生產(chǎn)現(xiàn)狀 塔河油田油藏特征 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。 （ 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。 主要 研究內(nèi)容 論文的主要研究內(nèi)容： （ 1）通過對塔河油田現(xiàn)有機采井生產(chǎn)現(xiàn)狀進行分析， 塔河油田現(xiàn)有抽油機工作效率特點及地面井下工作效率計算方法 。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。 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 和 超稠油 。 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。 表 11 國內(nèi)部分油田系統(tǒng)效率統(tǒng)計表 油 田 統(tǒng)計時間（年） 系統(tǒng)效率（ %） 備 注 國外 30～ 47 采用節(jié)能抽油機后的高限 中國 12～ 30 專家估計 大慶 1986 1996 2020 18 平均 試驗區(qū)塊 平均 孤東采油廠 2020 212口井測試平均 華北油田 2020 平均 歡喜嶺油田 2020 76口井優(yōu)化后統(tǒng)計 胡慶油田 2020 平均 長慶馬嶺油田 2020 平均 新疆石西油田 2020 （莫北 2區(qū)塊） （莫北 5區(qū)塊） （莫 009區(qū) 塊） 實測平均（油層埋藏深度3800～ 4000m，泵掛 2500m左右） 文留油田 平均 克拉瑪依油田 優(yōu)化井統(tǒng)計 從上表可以看出，我國油田 機采井 系統(tǒng)效率普遍偏低。 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。 1991 年大慶石油學院的張佳民等 [20]結(jié)合大慶油田生產(chǎn)和管理需要，提出“系 統(tǒng)最佳工況預估方法”，用預測法確定了游梁式抽油機工作參數(shù)，并在大慶油田得到了驗證。 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。 1967 年 3月 API 采油設(shè)備標準化委員會首次出版了 APIRP11L“ 有桿抽油設(shè)備計算推薦作法 ” 。 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]。 上個世紀 30年代到 50 年代初，由于受到當時條件的制約，理論研究是建立在對有桿抽油系統(tǒng)進行簡化的基礎(chǔ)之上，然而這一理論與實際情況相差較大。 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。 國內(nèi)外現(xiàn)狀 由于抽油機井系統(tǒng)效率測試分析方法現(xiàn)場工作量大 ， 所以無法進行大量推廣應用 。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。 在保證 油田經(jīng)濟效益 的前提下 ， 以能耗最低為原則 ， 通過合理優(yōu)化桿柱、管柱、泵型、沖程及沖次等抽汲參數(shù) ， 以提高機采井的系統(tǒng)效率， 使 機采井 生產(chǎn)處于最優(yōu)狀態(tài)。 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，按電價 /度 計算年節(jié)電經(jīng)濟效益可達到 108元 [1～ 3]。 h。 關(guān)鍵詞： 機采井 ； 系統(tǒng)效率 ； 措施 ； 工藝優(yōu)化Ⅱ Abstract There are currently 536 pumping wells and 101 submersible pump well