摘要：随着油田开采程度的加深，尤其针对抽油机井参数调整变化频繁的特点，采用边际成本、盈亏平衡原理以及石油工程相结合的方法，分析研究得出：抽油机参数调大油井，在不同油价、不同投入产出比下有效期内累计增油经济开采界限；参数调小井，在不同油价下有效期内累计降油经济开采界限；以及改捞油井，在不同油价下的临界经济产量。通过相应的调参措施，取得较好的经济效益。最终达到降低生产成本、提高投入产出比的目的，为油田经济开采提供了有效依据。
关键词：抽油机井；参数调整；效率
引言
原油开采过程中，当沉没度超过合理沉没度时，油井产量不再增加，造成系统效率下降。因此，在日常管理中对抽油机井及时作出参数调整，保持油井合理的沉没度对提高产液量及抽油机井系统效率，实现节能降耗具有重要意义。
1影响因素分析
1.1地面系统影响
抽油机系统效率是一项综合性计算指标，受多方面因素的影响，其中地面系统主要包括电机、皮带、减速箱、四连杆、平衡度、冲程、冲次、井口油压、套压、盘根等。电机设备性能维护及电机负载率的合理匹配是保证抽油机正常工作的根本；作为抽油机传动部分的皮带传动松紧度、减速箱润滑效果和四连杆机构润滑点的保养是保障最大能量传递减少电机耗能的重要环节；抽油机平衡度的好坏直接影响抽油机的能耗，抽油机不平衡不仅会增加电机内耗也会降低其它部件的使用寿命，从而影响系统效率；冲程、冲次是影响抽油过程的重要参数，根据产液能力选择合理范围，最大限度改善抽油机运行工况，可以延长检泵周期，提高生产效率；严格按流程量取油压、套压，是反映生产情况的最直接的数据，如果压力过高直接会造成泵的漏失和降低举升，从而影响系统效率；盘根盒的作用主要是对光杆的密封，在保证不漏油的前提下合理的松紧度可以有效降低能耗，提高系统效率。
1.2井下系统影响
井下系统的影响主要包括管、杆（直径、长度）、沉没度、摩阻、抽油泵、结蜡、地层供液等因素。抽油管、杆在功率上的损失，主要是之间的摩擦阻力对管杆造成的偏磨，是影响系统效率的关键因素；沉没度要根据油井的产量和动液面来确定，沉没度过大，会增加抽油机的负荷，加大能耗；抽油泵是整个机采系统井下部分的核心，降低泵挂摩擦损失、泵漏失损失等，强化对于开发过程中油层供液能力及地质因素差异的研究，降低泵效对系统效率的影响；做好防蜡和清蜡工作，保证机采井生产能力，保证系统效率。
2经济界限值在抽油机井参数调整中的应用
2.1调整的计算方法
油田生产中抽油机井参数调整，主要包括冲程、冲速和泵径3个项目，调整冲程和冲速2个项目，主要影响参数调整工作量费用和调整后耗电费用；而调整泵径主要影响作业费用和耗电费用。参数调整工作量费用和换泵作业费用按关联交易价格计算；计算耗电费用主要考虑电动机消耗功率的变化导致耗电量的变化带来的费用，为了预测项目经费，选择调整前测量电动机耗电和计算调整后电动机功率折算耗电的办法，预算耗电增长或降低费用。其中，计算电动机功率应用功率和曲柄扭矩关系公式：
式中：
其中，曲柄轴等值扭矩为
式中：Mmax为曲柄轴最大扭矩，N·m；k为不同方法确定的比例系数，简谐模型k=0.707；回归分析结果k=0.54；根据理论分析和实际资料的计算结果，并考虑到不平衡等因素，取k=0.6[6]。其中，计算曲柄轴最大扭矩利用前苏联拉玛扎诺夫的经验公式：
式中：
根据以上公式可知电动机功率为
其中，悬点的最大和最小载荷为（忽略惯性和摩擦载荷）：
式中：
应用测量电动机单根电缆耗电计算电动机功率为
式中：
应用公式（8）将调整前与调整后电动机功率相比：
其中，调整前电动机效率应与测量电动机功率近似相等，因此调后电动机功率为
根据公式（13）即可计算出调整后功率，应用调整前与调整后功率之差即可计算调整前后日耗电消耗情况。应用边际成本计算有效期内，市场油价下的累计调整界限。同时，根据理论排量、泵效和动液面等参数预测有效期内累计产油情况，即可判断方案是否可行。
2.2抽油机井的参数调大增油界限
2.2.1调整冲程的增油界限
油田采油工程推行“大冲程、小冲速”的参数设置，以便防止偏磨、抽油杆疲劳损失。因此在参数调大的选择中，调整冲程是首选项。以1#井为例，调整前日产液11t，含水15%，动液面711m，消耗功率9.2kW。计划冲程由3.6m调整到5m，按商品率为95%、税率为14.5%、进行计算不同原油价格下增油界限。计算后得到1#井此次调整在不同投入产出比下累计增油下限与油价关系（图1）。该井油价每吨在1700～2500元时，投入产出比为1时累计增油下限为0.23～0.13t。该井调整前后理论排量应由39.4m3/d上升到54.7m3/d，若调整前后泵效基本保持不变，含水稳定15%，日增油4.9t。通过计算，该井适合调整，调整后该井日增油0.7t，有效期内增油42t，达到投入产出比在1：2.5，取得了较好的效果。
图11 #井增油下限与油价关系
图22#井增油下限与油价关系
2.2.2调整冲速的增油界限
为了降低井底流压，发挥地层供液能力，达到更好增油效果，增大冲速是增加理论排量最直接、最有效的办法。在冲程达到上限的情况下，调整冲速是最为合理的选择。调整2#井，冲速由4min-1上调到6min-1，绘制不同油价、不同投入产出比情况下的增油图（图2）。从图中可以看出在油价每吨在1700～2500元时，增油下限为0.48～0.28t。执行方案后，该井日增油0.6t，有效期内增油达到54t，投入产出比达到1∶1.25，取得了较好的效果。
结语
影响抽油机井系统效率的因素有很多，电机等地面设备的优化及强化采油队日常生产管理水平是保证抽油机井正常运转最便捷也最经济的方式。在提高抽油机系统效率方面，常规做法都是在抽油机自身进行多方面改造和调整，忽视了油田生产不仅仅是有机采井还需要注入驱替动力，把井下、地下形势、注入质量等因素进行综合考虑，全面跟踪治理调整。保证作为油田生产最重要能耗设备的抽油机井保持最高的系统效率。
参考文献：
[1]翁望飞，刘池洋，赵红格，等.鄂尔多斯盆地早白垩世剥蚀地层厚度恢复研究[J].地层学杂志，2009，33（4）：373-380.
[2]李文厚，庞军刚，等.鄂尔多斯盆地晚三叠世延长期沉积体系及岩相古地理演化[J].西北大学学报，2009，39（3）：501-506.
[3]葛军文，郑国兴.采油井地面参数调整技术研究与应用[J].采油工程，2006（2）：6-9.
论文作者:李静,崔伟平,佟丽丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：抽油机论文; 冲程论文; 电动机论文; 系统论文; 效率论文; 参数论文; 功率论文; 《基层建设》2019年第14期论文;