胜坨油田抽油机井沉没度的优化分析

抽油机井的沉没度是影响泵效和系统效率的重要因素。一定的沉没度能够使产出液具有一定的能量,从而平衡掉压头损失,打开泵阀,进入泵内,在活塞的往复运动下举升到地面。沉没度的大小不仅影响到泵效大小,更影响到整个机采系统效率的大小。沉没度过小,自由气可能脱离而吸入泵中,影响抽油泵的排量系数,从而影响泵效和系统效率;沉没度过大,下泵深度就增大,杆管增长,造成冲程损失增加,系统总的举升负荷增大,这又会使抽油泵的排量系数降低,影响泵效。另外,增大沉没度就增加了原油中溶解的气量,溶解气在地面脱出后将引起原油的体积收缩,严重影响抽油机系统效率,使地面产量减小。所以,需要确定一个合理的沉没度值,实现泵效和系统效率最优。结合生产实际,合理优化不同作业类型下的抽油机井沉没度设计标准,为油田生产提供设计依据。     

塔河油田机抽井合理沉没度分析

针对塔河油田机抽井的沉没度大大高于中国石化平均水平的现状,结合塔河油田碳酸盐岩油藏气大、油稠、依靠天然能量开采的特点．对正常生产的130口有杆泵井的动液面、沉没度、泵效、含水、原油密度、原油黏度等数据进行了回归分析和拟合。给出了不同含水期、不同日产液量的机抽井合理沉没度范围。试验表明,塔河油田机抽井的泵效与油气比、含水、原油黏度、原油密度、光杆载荷关系不大,与泵的沉没度有关。在塔河油田,对于含水大于50％的有杆泵井,沉没度按500～1100m进行设计;对于含水小于50％的有杆泵井,沉没度按600～1000m进行设计。当日产液大于35t／d．保持500m以上的沉没度较合理。当日液产小于35t／d时,沉没度范围为600～1500m。油井保持合理的沉没度不仅可以提高泵效,增加产量。而且可以节约大量的管、杆材料,明显延长免修期。     

一种防偏磨试验机的研制与应用

辽河滩海油田所部署油井均为大斜度定向井,特殊的井身结构是管杆磨损的根本原因,加之区块综合含水高达82%,管杆磨损更加严重。仅2012年,因偏磨造成的管漏、抽油杆断脱检泵占滩海油田总检泵井数的41%。为此,研制了一种模拟现场实际工况的防偏磨试验机。该试验机由动力部分、对磨部分和计数部分组成,能够模拟在实际井液腐蚀情况中,抽油机井管、杆及防偏磨装置在极限受力条件下的磨蚀情况,并可同时进行2组磨蚀试验,在相同试验条件下对比工件磨蚀效果,简单而直观地证实了各种试验材料的抗磨蚀性能:滑动扶正器防偏磨效果好于传统扶正器,内涂层油管耐磨性好于普通油管和内衬防磨油管。该试验结果指导了辽河滩海油田防偏磨技术方案的制定,大幅延长了大斜度井的检泵周期。该防偏磨试验机结构简单、操作方便、成本低廉,适合于油田矿区现场应用。     

螺杆泵井转速对泵效的影响研究与应用

螺杆泵生产过程中,影响泵效的因素包括定(转)子过盈值、转子转速、液体黏度、含气量、泵沉没度等.其中,转速的选择尤为重要,合理的转速应与油井工况及螺杆泵的结构参数相匹配.如果转速选择不当,则螺杆泵高效节能的优点不能发挥,导致泵效下降,甚至影响螺杆泵寿命.针对如何提高井下螺杆泵泵效问题,从螺杆泵转速对油井的泵效影响分析入手,阐述螺杆泵转速对泵效的影响机理,并通过分析不同环境下转速对泵漏失、泵充满度的影响关系,拟合出理论计算公式;通过室内试验与现场应用,得出在井下工作环境中,转速对泵效的影响关系为反比关系,即转速越低,泵效越高.分析结论认为,针对井下工作环境,合理增大螺杆泵排量,适当降低转速,不仅可以提高螺杆泵的泵效,发挥其高效节能特点,在一定程度上还可减少螺杆泵的磨损,延长油井检泵周期.     

异步电机矢量控制技术在抽油机井的应用

针对大庆油田杏北开发区部分抽油机井机井能耗高、系统效率低等问题,试验应用异步电动机矢量控制装置,以降低抽油机井能耗,提高系统效率.矢量控制技术是通过理论算法将定子电流等效为励磁电流和转矩电流,使异步电机具有和直流电机相似的性能.该技术克服了普通变频器低速负载性差的不足,具有低速大转矩特征,实现了抽油机井软启动、负载跟踪、功率自动匹配和抽油杆运行轨迹优化.将矢量控制技术应用于不同产液、不同供液状况的抽油机井.现场应用结果表明:5口试验井均达到了节电、提效的目标,平均单井功率因数提高0.47,吨液百米节电率达19.5％,泵效提高4.1个百分点,系统效率提高6.7％;供液不足的井泵效大幅提高,低系统效率井系统效率明显提高.异步电机矢量控制技术的应用,为高含水后期油田的高效举升提供了技术支撑.     

掺稀抽油机井系统效率计算新方法与提高对策探讨

中国石化塔河采油二厂共有机采井530口,其中机抽井399口,占机采井总数的75.3%,但抽油机井整体系统效率平均仅为19.7%,平均吨液耗功达到14.1kW·h/t,且尚无系统的抽油机系统效率测试与计算方法,影响抽油机井系统效率的主要因素也不明确。在常规机抽井系统效率的计算方法基础上,考虑掺稀注入系统的影响以及掺稀井动液面确定这两个因素,研究出掺稀机抽井系统效率的计算方法,并指出影响系统效率的主要因素为动力驱动因素(抽油机电机)和杆柱因素(抽油杆柱),次要因素为注入系统因素(掺稀泵)和井下管柱因素(套管)。通过对38口掺稀井的系统效率计算,发现针对套压0的油井,存在系统效率为负值的情况,对影响系统效率的因素进行分析后,将计算方法进行修正并验证其实用性。同时,提出使用节能电机、变频柜以及井下配套工具提高系统效率,现场试验结果表明,使用节能电机和变频柜,系统效率由18.1%提高到25.5%,使用井下配套工具,系统效率由17.4%提高到24.9%。     

机采井多参数整体优化技术的应用与评价

机采井多参数整体优化技术以低能耗为设计原则,在产液量不变的前提下,综合考虑抽油机井各运行参数分组整合后对系统效率的影响,合理优化机、杆、泵等抽汲参数.通过100口井现场试验数据表明,该技术是一项极为实用、高效且具有广阔推广前景的节能降耗新技术.     

机采井多参数应用与评价

机采井多参数整体优化技术以低能耗为设计原则，在产液量不变的前提下，综合考虑抽油机井各运行参数分组整合后对系统效率的影响，合理优化机、杆、泵等抽汲参数。通过100口井现场试验数据表明，该技术是一项极为实用、高效且具有广阔推广前景的节能降耗新技术。     

聚驱井采出液法向力的数值模拟研究

聚驱井采出液在井筒内流动产生的法向力是加剧聚驱井抽油杆偏磨的主要因素。根据非牛顿流体力学理论．采用上随体Maxwell模型建立聚驱井采出液的法向力模型。采用数值分析方法，模拟了抽油机井杆管偏心环空内采出液的速度场，并推导了抽油杆表面的速度梯度差，结合修正的聚合物溶液零剪切黏度公式，给出了抽油杆所受的法向力。结合实例分析可知，采出液浓度越高，法向力越大；杆管偏心量越大，法向力越大；抽油杆运动速度越快，法向力越大，可为研究聚驱井抽油杆柱的防偏磨措施提供理论基础。     

提高有杆泵采油系统效率方法的探讨

结合油田生产工作实际 ,着重分析了机械采油系统有杆泵系统效率的组成、有杆泵理论系统效率、有杆泵实际系统效率、机械采油井系统效率测试及其计算方法 ,并对影响机械采油有杆泵系统效率十个方面的主要因素进行了分析 ,提出了提高抽油机井系统效率的方法和途径