机械采油井系统效率计算方法

采油工艺技术指标计算方法一、机械采油指标的确定及计算方法1、指标的确定通过研究分析石油行业、集团公司、油田公司的相关标准、规范及要求，经论证优选，计划以石油行业标准《抽油机和电动潜油泵油井生产指标统计方法》（SY/T 6126-1995）为基础，参考其他相关标准及规范，确定出采油工艺指标12项：油井利用率、采油时率、泵效、检泵周期、抽油机井系统效率、平衡度、冲程、冲次、抽油泵径、泵挂深度、动液面、沉没度、动态控制图上图率，具体见下表。

机械采油指标论证确定结果表2、指标的计算方法（1）油井利用率油井利用率指油井实际开井数与油井应开井数的比值。

%100⨯-=yz x c n n n K …………………………（1） 式中：K c ——油井利用率，%；n x ——开井数，口；n z ——总井数，口；n y ——计划关井数，口。

注：① 开井数指当月累积产油达到1吨以上（含1吨）的油井（含在册捞油井），当月累积伴生气达到1千立方米以上（含1千立方米）的油井，为采油开井；② 计划关井包括测压或钻井关井，方案或试验关井，间开井恢复压力期间关井，油田内季节性关井或压产关井；③ 油井利用率按月度统计，季度油井利用率按季度最后一个月（即3月、6月、9月、12月）的油井利用率为准，半年油井利用率以6月的油井利用率为准，年度油井利用率以12月的油井利用率为准。

（2）采油时率采油时率指开井生产井统计期内生产时间之和与日历时间之和的比值。

%100⨯-=∑∑∑r w rr D D D f ……………………（2） 24∑∑=L w T D (3)式中：f r ——采油时率，%； ∑r D ——统计期内统计井的日历天数之和，d ；∑w D——统计期内统计井的无效生产天数之和，d ； ∑L T——开井生产井累计停产时间，h 。

注： ①采油时率统计基数为所有开井生产井，其中新投产井在投产第一个月不予统计。

②开井生产井累计停产时间包括停电、洗井、停抽、维修保养、测压停产等时间。

抽油机井系统效率和混合液比重的计算方法
1、输入功率Wi
1000/243⨯=φIVCOS W i
其中：
Wi —i 井的电动机实际耗电量 kWh/d ；
I —平均电流 （A ）；I=0.6×（I 上+I 下）/2；
cos φ—功率因数。

取0.8
V —电压 （v ）
2、混合液的比重
ρ=（1-f w ）×ρo +f w ×ρ
w
其中：
fw —含水率
ρo — 油的密度 t/m 3
ρw —水的密度 t/m 3
3、抽油机井有效扬程Hi
Hi=H 动i +100×（P 油i -P 套i ）/ρ
其中：
H 动i — i 井的动液面 m ；
P 油i — i 井的回压 Mpa ；
P 套i — i 井的套压 Mpa ；
4、单井机械采油系统运行效率 ηi %1002.367⨯∙∙=
Wi Hi Qi i ρη Qi — i 井的产液量 m 3/d
5、机械采油系统平均运行效率 η
∑∑∙=i i Q Qi ηη
混合液比重的计算方法
γ液=γ水*γ油/〔γ水-(γ水-γ油)fw
式中：fw为含水重量百分比；%
γ油原油比重，尽量采用近期原油全分析的比重；
γ水油井采出水的比重，对于有游离水的井，用比重计实测比重；对于无游离水的井，根据化验的CL-用下面的公式计算出γ。

水
γ水=1+0.0106 CL-
式中：CL-单位为mg/l。

①总关井数=计划关井数+停产井数+待废弃井关井数开井：是指当月内连续生产２４小时以上，并有一定采油、采气和注入量的生产井的井数停产井：指连续停产三个月以上的井②月油、气、水井开井率（％）=〔油、气、水井当月开井数/油、气、水井当月总井数〕*100％油、气、水井年(季度、半年、年)开井率（％）=（∑当月开井数/∑当月总井数）＊100%月油、气、水井生产时率(%）=〔油、气、水井开井当月累计生产时间 / 油、气、水井开井当月累计日历时间〕＊100%③油井综合利用率(工程）=各开井实际采油小时之和/(各采油井日历小时之和—计划关井日历小时之和—待报废井日历小时之和)×100%=油井利用率×生产时率＊100%油井综合利用率(油藏）=各开井实际采油小时之和/各采油井日历小时之和×100％=油井开井率×生产时率*100％④油、气、水井月躺井率(％）=(当月躺井次数/当月开井数）*100%；油、气、水井（季度、半年、年)躺井率（%）=（∑当月躺井次数/∑当月开井数）*100％。

平均检泵周期=单井检泵周期之和/统计井数之和(天）作业频次总（维护、措施）作业频次= ∑总（措施、维护）作业井次/期末开井数油井躺井说明:（1）抽油机井躺井：指正常生产井由于抽油杆断脱、泵管漏失、砂卡、结蜡、抽油设备故障以及电故障、集输故障等造成油井突然停产，在24h内未能恢复生产的抽油井均为躺井（不包括有计划的检泵、电路检修、环空测压、流程改造、计量站改造等)。

（2) 电泵井：指正常生产井由于井下泵机械故障、电缆故障、卡泵、地面供电系统故障等造成油井突然停产,在24h内未能恢复生产的，均为躺井（不包括有计划的检泵、电路检修、地面设备维护等）。

(3）自喷井：指正常生产井由于地层压力下降而造成停喷,或由于结蜡、砂垢、井口设备故障、集输故障等造成油井停产，在24h内未能开始上举升措施、恢复生产的，均为躺井（不包括有计划的关井测压、清蜡、地面流程改造、计量站改造等）。

采油工程基本知识库一、油水井基本知识1、油井总井数所有自喷井、抽油机井、电潜泵井、螺杆泵井和采取其他方式抽油的井的总和。

反映整个油田的油井总数量。

油井总井数是由开井数、关井数组成。

关井数包括计划关井数、停产井数、待废弃井关井数。

其中，待废弃井指已向股份公司申请报废，但尚未批复的油气水井，视同计划关井（此类井数很少）。

指在没有特殊指明的情况下，油水井总井数不包含已废弃井及其再利用井。

2、自喷井利用地层本身的天然能量使油喷至地面的油井。

3、抽油机井依靠抽油机和井下有杆泵将油从地层采到地面的油井。

当前这种抽油井占主导地位。

抽油机井按照抽油杆分类为普通钢杆井、高强度杆井、玻璃钢杆井、空心杆井、电热杆井、连续杆井及其它杆柱类井。

抽油泵由抽油杆带动上下运动，抽吸井内原油，它分为管式泵和杆式泵。

管式泵是抽油泵井最常见的一种。

3.1 普通钢杆采用杆柱等级为C、D、K级的采油的油井；普通钢杆制造工艺简单，成本低，直径小，使用范围广，约占有杆泵抽油井的90%以上，按照不同的强度和使用条件分为：C、D、K三个等级，机械性能如下表所示：钢级抗拉强度MPa 屈服强度MPa 使用范围C 620～794 412 轻、中负荷油井D 794～965 620 重负荷油井K 588～794 372 轻、中负荷并有腐蚀介质的油井3.2 高强度杆杆柱用等级为H级及以上杆进行采油的油井；H级高强度抽油杆，是用D级抽油杆经表面高频淬火处理，其抗拉强度提到1020MPa，承载能力比D级抽油杆提高20%左右，适用于深井、稠油井和大泵强采井。

3.3 玻璃钢杆杆柱中采用玻璃钢抽油杆采油的油井；玻璃钢抽油杆是由玻璃钢杆体和两端带抽油杆标准外螺纹（尺寸与普通钢抽油杆相同）的钢接头组合构成。

它具有重量轻、可实现超冲程、弹性好，抗腐蚀、疲劳性能好，没有疲劳极限等优点，因而可减少设备投资、节省能源和增加下泵深度，适用于抽汲腐蚀介质，但也因价格贵，不能承受轴向压缩载荷和高温（大于95℃），而且报废杆不能溶化回收利用，因而在一定程度上限制了它的使用。

第一章 机械采油1.油井运行效益指标计算方法⑴油井利用率%100K ⨯-=∑∑∑yzx c nn n (1-1)式中：C K 一油井利用率，％；∑xn —开井生产井数，口； ∑zn 一总井数，口； ∑yn —计划关井数，口。

注1：开井生产井数是指在统计期内月连续生产24h 以上且当月累计产油1t 以上的油井；间歇抽油机井有间歇抽油制度的井。

注2：计划关井是指经厂总地质师审定报开发部批准关井的井。

⑵油井时率%100⨯=∑∑rw rTT f (1-2)式中：r f —油井有效生产时率，％；∑w T —统计期内统计井的日历时数之和，h ； ∑rT —统计期内统计井实际生产时数之和，h 。

注：间歇采油井统计期内统计井的日历时数之和是按间歇井制度规定的时数计算，每天上报的时数不能超过制度规定的时数；当月新投的油井统计期内统计井的日历时数之和为投产之时起至本月结束之时的累计时数。

⑶油井检泵率%100k ⨯=∑∑czcjcj nn (1-3)式中: cj k —油井检泵率，％;∑cj n —油井截止统计之日的年累检泵井次，口； ∑czn—统计之日油井总井数，口；注：当月检泵井次是指当月作业验收定性为检泵作业的油井井次；年累检泵井次是指统计日当年的累计油井检泵作业井次；同一口井一年内多次检泵，算为多井次；检换泵按检泵统计。

⑷检泵周期①股份有限公司单井检泵周期计算方法单井检泵周期是指油井最近两次检泵作业之间的实际生产天数。

a)因主客观原因停产而未及时上修的井，停产之日即为本周期截止日； b)油井不出油而未及时作业检泵的井，不出油之日即为本周期的截止日； c)间歇抽油井的检泵周期按开井生产的实际天数计算，扣除全天关井的天数； d)新井上抽和自喷转抽井到统计之日为止仍继续正常生产的井，从开抽之日起至统计之日止，若连续生产天数大于本厂平均检泵周期，则该连续生产天数即为该井的检泵周期；若连续生产天数小于本厂平均检泵周期，则该井不参加统计；e)凡已进行过检泵作业的井，若到统计之日止仍继续生产，其检泵周期统计方法：1)连续生产天数大于上一次的检泵周期，则该连续生产天数即为该井的检泵周期，反之，若本次连续生产天数小于上一次的检泵周期，则上一次的检泵周期即为该井的检泵周期；2)凡进行措施如压裂、酸化、防砂、卡堵水、换泵、补孔和动管柱测压等，到措施之日止，若本次生产天数大于该井上一次的检泵周期，则本次生产天数即为该井的检泵周期；若本次生产天数小于上一次的检泵周期，则上一次的检泵周期即为该井的检泵日期，措施之后开抽的日期即为下一检泵周期的开始；3)措施作业同时进行检泵换泵者，按检泵算。

游梁式抽油机井效率分析与平衡优化软件的功能规划和计算模型一、软件实现的功能（1）示功图、电流、功率等数据的采集，电参数等曲线的实时显示；（2）抽油机井系统效率计算分析；（3）抽油机平衡状态诊断与平衡调节；二、软件结构1、抽油机井示功图分析从示功图取点求得产液量、上下冲程时间、平均载荷，最大、最小载荷，冲程，冲次、功图面积、工况分析。

（分析示功图，得到计算系统效率及调平衡所需要的重要数据）由示功图推算上下冲程时间的方法： 抽油机一个冲程周期的计算公式：60T n =；n 为冲次上冲程和下冲程的具体时间，根据示功图上位移点进行推导，判断准则是： 上冲程判断准则：如果（If ）某一点的位移为最小，那么（Then ）该点为上冲程起点。

（若位移为最小的点有多点，以首次出现的最小点为准）；如果（If ）某一点位移为最大，那么（Then ）该点为上冲程结束点。

（若位移为最大的点有多个，以首次出现的位移最大点为准）。

计算从首次出现最小点到首次出现位移最大点的点数和，此值与示功图总点数的比值，再与一个冲程周期相乘，即为上冲程时间。

设总数是N ，推算得到的上冲程点数为n 上，下冲程点数为n 下，上冲程时间为：n t TN =⨯上上， t T t =-下上 平均载荷的计算是利用仪器采集的各点的载荷的平均值， 其他的参数利用已有软件即可得到。

2、电参数曲线分析电流、电压、有功功率、功率因数曲线显示，上冲程最大电流、下冲程最大电流，上冲程最大功率、下冲程最大功率，最大功率对应曲柄转角的数值显示；三、系统效率及功率的计算分析1、有效功率计算将井内液体输送到地面所需要的功率为机械采油井的有效功率 ① 已知数据：实际产液量Q ，m 3/d （调用示功图分析里的数据）； 含水率w f ，%（已知数据）；油的密度0ρ，t/ m 3（已知数据）；水的密度w ρ，t/m 3（已知数据）。

井液密度ρ，t/m 3（若不能测得，利用()ow w w f f ρρρ-+=1计算）；重力加速度g （=9.81），m/s 2；动液面深度H ，m （采用软件中的数据）； 油压p t ；套压pc，Mpa （传感器测量得到的数据）；抽油机系统的有效功率86400Q g P ρ⨯⨯=⨯有效（()1000t c p p H g ρ-⨯+⨯）2、抽油机井系统的输入功率拖动抽油机的电机输入功率为抽油机输入功率。

抽油机井系统效率影响因素及应对措施摘要：从泵效、参数、沉没度、电机、平衡率等不同因素入手，分析了系统效率的影响因素，并提出了相应的措施。

结果表明，抽油机的平衡率在85%~100%之间时，系统效率可提高1.5个百分点左右，随检泵下入气锚可提高了10.8个百分点，应用节能电机、合理流压及盘根过紧度对系统效率影响较大。

关键词：抽油机井系统效率节能一、系统效率计算公式，，式中：P1-电机的输入功率，kW；P2-有效功率（水功率），kW；Q-产液量，t/d；H-举升高度（或有效扬程），m；g-重力加速度，g=9.8 m/s2；H-有效扬程，m；Hd-实测油井动液面深度，m；Po-油压，MPa；Pt-套压，MPa；fw-含水率，%；ρo-油的密度（ρo =0.86），t/m3；ρw-水的密度（ρw =1.0），t/ m3。

二、影响因素与应对措施2.1摩擦损失在计算油井的系统效率时，如果油井流压下降，泵的举升压头变大，抽油泵做的大部分是有用功，而在相同的液量下，如果回压升高，摩擦压损变大同样使泵的举升压头变大，使得电机作无用功。

通过定期清理管线和调节转油站的回油压力，降低抽油泵所作的无用功，这方面通过制度和工艺改造是可以达到的。

可采取降低油管回压和摩擦损失的措施，降低地面管线的压力损失。

（1）回压及套压。

油井井口的回压存在，增加了上冲程时的悬点载荷力，当回压增加时，相当增加抽油杆的重力，上冲程悬点载荷增加，导致电机耗能增加。

回压过高，悬点载荷增大，亦造成泵的的漏失，影响系统效率。

当套压过大时，降低泵举升的有效扬程，导致系统效率下降。

（2）沉没度。

根据系统效率计算公式，增加有效扬程可提高系统效率，即满足泵的沉没压力下提高泵的扬程，降低动液面保持合理沉没度。

沉没度与泵效有关，随着沉没度的增加，泵效增加，当沉没度达到一定值时，泵效增加趋势变缓。

（3）管柱结构。

油井正常抽吸时，由于液柱载荷使抽油杆和油管柱发生伸缩变形，引起活塞和泵筒在一定范围内相向运动，使活塞的冲程小于光杆冲程，其值称为冲程损失，冲程损失越大，产量损失越大，泵效就下降的越多。