机采系统效率测试与计算共68页

抽油井机采系统效率测试分析及应用摘要：机械采油井（简称机采井，其系统称为机采系统）是胜利油田孤东采油厂主要耗能设备，也是采油厂的耗能大户。

2010年采油厂油井平均功率因数偏低，只有0.5-0.75。

前期采油厂但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致机采系统效率较低，仍有较大的节能潜力。

关键词：机采系统效率测试调平衡低冲次变频1前言机采井是中石化胜利油田孤东采油厂主要耗电设备，是采油厂的耗电大户。

2010年完成机采系统效率测试503井次，分别为常规测试、节能四新项目对比测试及技改项目对比测试等。

根据测试数据统计分析，采油厂平均机采系统效率为32.8％，最高51.65％，最低5.02％，10％以下井21口，效率为10％－20％井84口，效率为20％－30％井293口，效率为30％以上井144口。

前期采油厂经过永磁电机配套变压器改造、机采井优化设计及节能技术改造等项目，机采系统效率已达到胜利油田较高水平，但仍有部分区块由于产能不足，液量低等原因，导致系统效率较低，机采系统仍有很大节能潜力。

2抽油机井系统效率测试方法2.1现场测试目前机采井系统效率测试主要分为电参数测试及示功图测试，两种测试同时进行。

其目的主要是测试输入功率及光杆功率，计算地面效率、井下效率及系统效率。

2.2测试数据采集及分析测试电参数，测试时间3分钟，测试参数主要有输入功率、功率因数、功率平衡度、电参数曲线图等。

以GO2-9-51井为例，见图1－图3。

3机采系统评价指标及达标情况机采系统评价指标主要有功率因数、平衡度、系统效率、百米吨液耗电等四项指标，具体测试结果见表1，石油行业机采系统评价指标见表2。

表12010年孤东采油厂机采系统测试数据表2石油行业机采系统评价指标由表1、表2可以看出，采油厂机采系统已达到或超过石油行业评价指标。

4现场应用分析4.1调平衡试验及分析针对功率不平衡井进行了调平衡试验，选取了5口抽油机井进行功率平衡度调整，并在调整前后进行了测试（见表3）表3机采系统调平衡对比分析表此次调平衡试验5口井中，有3口井有节电效果，有2口井不节电。

机采系统效率试题及答案一、选择题1、在抽油机井能耗评价和考核方面，目前国内外普遍应用的经济指标是（A）A、系统效率B、吨液耗电C、泵效D、功率因数2、目前各油田低产低液井应用最广的抽油机配套电机是（A ）A、永磁低速电机B、永磁电机C、超高转差电机D、直线电机3.游梁式抽油机的减速器一般采用（A）减速。

A 三轴两级B 两轴三级C 一轴两级D 两轴两级4．通过对比上下冲程电流强度的峰值来判断抽油机的平衡，下面说法正确的是（ D ）：A、I上≠I下时，抽油机平衡B、I上＞I下时，说明平衡过重C、I上＜I下时，说明平衡过轻D、I上＜I下时，说明平衡过重5.一抽油井油稠，应选择的合理抽汲参数为（ B ）。

A、长冲程、小冲数、小泵径B、长冲程、小冲数、大泵径C、冲程、大冲数、大泵径D、小冲程、小冲数、小泵径6．油田上的生产井，按其生产方式的不同，可分为自喷采油和（ A ）。

A、机械采油B、抽油机井采油C、电动潜油泵采油D、电动螺杆泵采油7、普通电动机功率利用率是指（D）的利用程度。

A、输入功率B、输出功率C、有功功率D、额定功率8、抽油机井示功图是描绘抽油机井( D )曲线。

(A)驴头悬点载荷与减速箱扭矩的关系 (B)驴头悬点载荷与井口油压的关系(C)减速箱的扭矩与光杆位移的关系 (D)驴头悬点载荷与光杆位移的关系9、抽油机配置电机选择时选用的电机功率较大主要是因为抽油机需要（B）。

A较大的起动电流 B较大的启动转矩 C消耗较大的能量度 D较大的动转转矩10、游梁式抽油机按照结构主要分为普通式游梁抽油机和（C）游梁抽油机。

A普通式 B双驴头式 C异相式 D前置式二、判断题（√）1、机械采油系统主要包括抽油机采油系统、电动潜油离心泵采油系统和地面驱动螺杆泵采油系统等类型。

（√）2、安装有变频器控制的电动机，系统效率测试时应在变频器前端录取电参数。

（╳）3、抽油机系统效率测试时间不小于5min,测算数值的取值应具有代表性。

机采井系统效率在线监测技术应用与效果评价【摘要】抽油机系统效率是衡量抽油机井能耗的重要指标，不仅反映了油井的节能与经济效益，也综合反映了油田的技术装备、管理水平。

目前采油三厂主要以人工方式测试系统效率，随着数字化应用不断深入，在常规示功图、电参数据实时采集、控制的基础上，扩展功图计产软件功能，实现抽油机系统效率在线测试具有重大意义。

【关键词】系统效率实时监测资源共享1 机采系统效率测试现状机采系统效率是指地面电能传递给井下液体，将液体举升到地面的有效做功能量与输入能量之比，即抽油机有功功率与输入功率之比：系统效率：（式3）2.3 2012年主要工作2.3.1 设备升级针对型号E5318-I井口采集器不能实现抽油机光杆示功图、抽油机电流图、电流图等数据同步采集的问题（1）E5318-I设备进行硬件升级，现场增加电流变送器，采集现场模拟量电流信号，以此生成电流图监测功能；（2）E5318-I软件升级，在采集抽油机光杆示功图时同步采集抽油机电流图，电流图采集点数同光杆示功图由200点构成；（3）标准站控驱动升级，修改SQLSERVER数据库的DBAT2070存储表，实现抽油机井光杆示功图和电流图同步采集、存储及运行。

2.3.2 设备升级针对型号YJK-2远程监控系统的设备，电机测控单元不能实现系统效率数据测量采集、上传等问题（1）扩大电参数据的存储空间，将数据存储芯片空间由原来1K扩充到4K，满足电流、功率与功图同步实测数据缓存；（2）提高电能计量精度，采用高精度计量芯片ATT7022B，同时对三相电参及对应的有功功率进行标定，实现了电机输入功率在线测试；（3）升级井口采集器、井场采集器及RTU驱动程序，完成系统效率测试数据的测量、解析处理及通讯功能，实现示功图、电流图、功率图等数据同步采集打包上传。

3 现场应用效果评价3.1 杜绝人工测试误差通过人工测试和在线监测试数据对比分析：平均输入功率误差约0.38kW，系统效率误差约1.49%，而且在线监测能够实现实时采集，杜绝了油井间歇出液量而导致人工采集误差较大的现象。

提高机采系统效率，促进节能降耗摘要：进入高含水期，油田采油系统能耗逐渐增大。

因此，提高机采系统效率对于油田节能降耗具有重要意义。

通过对影响机采系统效率的因素分析，得到了提高机采系统效率的技术措施，并通过现场应用，证明了其在提高机采系统效率，促进节能降耗方面的有效性。

关键词：系统效率；现场应用；节能降耗1、基本概况注采102站管理着五号桩油田的12个开发单元，油藏类型多为复杂断块油藏，共有123口油井。

日液水平2758吨，日油水平344吨，综合含水87.5%，目前油井共开井55口，其中自喷井2口，油井关井68口，开井率79.7%。

理论研究和实践结果表明：油田采油系统的能耗与其系统效率有密切联系，一般来说系统效率越高，能量损耗越小[1]。

机采系统效率的高低基本上反映了机采能耗的总体水平。

以系统效率作为研究油田能耗水平的指标是可行的，节能降耗的重要途径之一就是提高机采系统效率。

2、机采系统效率研究2.1 机采系统效率影响因素分析2.1.1井下系统影响因素分析井下部分主要受沉没度、泵效、日产液量、抽汲参数、回、套压以及各种漏失、冲程损失、摩擦损失等因素的影响[3]。

（1）沉没度：沉没度是影响泵效的关键，沉没度过高和过低都对系统效率有很大影响。

沉没度过低会导致抽油泵供液不足，上冲程时工作筒不能完全充满液体，下冲程一开始悬点载荷不能迅速减小，只有当活塞下行到液面时悬点载荷才开始减小。

（2）泵效：抽油泵的泵效直接影响油井实际产液量，是影响井下效率的关键因素所在。

（3）日产液量：现场统计数据显示，如果单井系统效率和油井最大日产液量相匹配，则油井的产能提高，开采价值更高。

（4）抽汲参数：抽汲参数对有杆抽油系统效率（特别是井下能耗或井下效率）影响较大。

2.1.2地面设备因素影响分析抽油机地面设备主要受在运行过程中出现的各种无功消耗、摩擦损耗、传动损耗等影响。

（1）电动机：抽油机启动的时侯惯性载荷大，所需启动力矩大，而选用配套的电机装机功率时是根据抽油机运行时产生的峰值功率和启动力矩得出的，这就导致配置功率过大的电机，使得电机在实际运行过程中负载率低，输出功率不稳定[4]，将导致功率因数低，无功功率高，最终导致电动机效率低。

附件1：中国石化股份公司油田企业“五项劳动竞赛”考核标准一、“红旗采油（气）厂、优胜采油（气）厂”考核指标及评比标准（一）采油厂考核指标1．参评资格指标（1）全面完成下达的年度原油产量和商品量；（2）吨油操作成本控制在上级下达的计划指标内；（3）无上报中石化集团公司安全生产、环境保护责任事故；（4）完成上级下达的综合能耗指标。

3．开发管理单元指标（占60%）对开发管理单元指标分中高渗整装砂岩油藏，低渗砂岩油藏，裂缝碳酸盐岩油藏，复杂断块油藏，稠油热采油藏等五种油藏类型进行考核。

（二、金牌、银牌、达标基层单位和星级站所考核指标及评比标准（一）参评资格指标1．全面完成生产经营任务；2．完成上级下达的综合能耗指标；3．干部、职工中无受到党纪、政纪以上处分或发生刑事犯罪案件被追究刑事责任的；4．未发生重伤1人以上或出现一次直接经济损失10000元以上的安全、环保、质量责任事故情况之一的。

（三）经济技术指标（占80%）量化考核与指标计算办法说明一、量化考核依据及计分办法争创红旗（优胜）采（输）油（气）厂、金银牌基层单位和星级站所的标准体系由三套指标构成：参评资格指标、综合管理指标和开发管理单元指标（经济技术指标）。

（一）考核依据1．参评资格指标：以上级部门与其签订的内部责任书为主进行考核，只要有其中一项不达标的，就没有资格申报上述荣誉称号。

2．综合管理指标：采油（气）厂以各分公司开发年报数据为主进行考核。

金银牌基层单位和星级站（所）以现场测试、检查为主进行考核。

机采系统效率，注水系统效率，加热炉、锅炉、泵机组运行效率、原有损耗率等按具有相应资质的监督部门检测数据为主进行考核。

3．开发管理单元指标：采油（气）厂以开发管理单元开发动态数据为主进行考核。

4．经济技术指标：金银牌基层单位和星级站（所）依据参评单位提供的分项计算的原始数据、有效的技术监测报告、开发管理单元指标分类、综合汇总等内容进行抽查。

（二）量化考核计分办法综合管理指标和开发管理单元指标（经济技术指标）共计100分，每个单项均划分为“Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ”三个档次。

优化参数设计，提高机采井系统效率抽油机采油是我厂主要的采油方式，但能耗较高，经过调查表明，我厂系统效率偏低，特别是稀油井系统效率偏低，导致能耗偏高。

实施机采系统节能改造，提高机采系统效率，对降低生产成本意义重大。

标签：系统效率；优化设计；调整参数1 前言抽油机采油是我厂最主要的采油方式。

从全厂电量消耗的构成看，机采系统耗电占74%，是我厂电能消耗最大的系统。

2017年对抽油机运行状况进行了测试分析，共调查抽油机1289台（调查率82.8%），平均系统效率为22.6%（稠油井平均效率24.8%；稀油井平均效率15.9%），调查结果表明：系统效率偏低，能耗偏高。

实施机采系统节能改造，提高机采系统效率，对降低生产成本意义重大。

同时由于稀油井系统效率较低，我厂稀油井系统效率还有较大的提升空间。

为了提高油井系统效率，按照“控成本、挖潜力、提效益”的工作思路，通过对系统效率现状全面调查分析，遵循“不影响油井产量，不发生躺倒井”的原则，应用能耗对标管理技术，依托机采参数优化设计软件，以能耗最低为原则，对所有稀油检下泵井的泵挂、泵径，冲程、冲次等参数进行系统优化，确保抽油机在最低能耗状态下运行。

2 技术措施为此，我们组织技术人员开展了提高系统效率专题讨论会，制定优化参数设计方案，并组织评价、设计及实施工作：①对我厂200口稀油井系统效率及相关参数进行了测试，对节能潜力进行评价，其评价结果如下：平均单井输入功率为6.40kW（平均单井日耗电153.60kWh），平均系统效率为14.35%，平均功率因数为0.4864，平均平衡度93.3%，平均产液量12.0t/d，平均含水77.9%，平均动液面1091.8m，平均泵径43.5mm，平均泵深1741.7m，平均冲程4.2m，平均冲次3.27次/min。

采用能耗最低为原则的评价方法，预测在保持产量目标一致的前提下，200口井平均单井输入功率可由目前的6.40kW降至3.55kW，可降低2.85kW，单井年可节电 2.85kW×24h×350天=23940kWh，200口井年可节电23940kW×200=478.8×104kWh；平均系统效率能够从目前的14.35%提高到25.90%，平均可提高11%。

附件:中国石油化工股份有限公司油田企业“五项劳动竞赛”考核标准及量化考核办法一、红旗采油(气厂、优胜采油(气厂考核指标及评比标准 (一采油厂考核指标1.参评资格指标(1全面完成下达的年度原油产量和商品量;(2单位操作成本控制在上级下达的计划指标内;(3无上报集团公司安全生产、环境保护责任事故;(4完成上级下达的综合能耗指标;(5 在区块目标管理年度评比中, 参评单位所辖区块超过 30%的指标在油田内部排名处于前半数之内。

2.综合管理指标(占 30%— 1 —3.开发管理单元指标(占 60%对开发管理单元指标分中高渗整装砂岩油藏、复杂断块油藏、常压低渗砂岩油藏、高压低渗砂岩油藏、裂缝碳酸盐岩油藏、稠油热采油藏等六种油藏类型进行考核。

(1中高渗整装砂岩油藏考核标准(2复杂断块油藏考核标准— 2 —(3常压低渗砂岩油藏考核标准(4高压(原始压力系数>1.2低渗砂岩油藏考核标准— 3 —(5裂缝碳酸盐岩油藏考核标准(6稠油热采油藏考核标准4. 三项重要指标(占 10% (二采气厂考核指标1.参评资格指标(1全面完成下达的年度天然气产量和商品量;(2千立方气操作成本控制在上级下达的计划指标内;— 4 —(3无上报中国石化集团公司安全生产、环境保护责任事故;(4完成上级下达的综合能耗指标;(5在区块目标管理年度评比中,参评单位所辖区块超过 30%的指标在油田内部排名处于前半数之内。

2.综合管理指标(占 30%3.开发管理单元指标(占 60%采气厂的开发单元分中高渗断块砂岩气藏、低渗砂岩气藏、小型浅层砂岩气藏等三种气藏类型进行考核。

碳酸盐岩气藏参照砂岩气藏的考核标准。

(1中高渗断块砂岩气藏考核标准(2低渗砂岩气藏考核标准— 5 —(3小型浅层砂岩气藏考核标准4. 三项重要指标(占 10%二、金牌、银牌、达标基层单位和星级站所考核指标及评比标准 (一参评资格指标1.全面完成生产经营任务;2.干部、职工中无受到党纪、政纪等处分或发生犯罪案件被追究法律责任的;3.完成上级下达的综合能耗指标;— 6 —4. 未发生重伤 1人以上或出现一次直接经济损失 10000元以上的安全、环保、质量责任事故的。

油藏经营管理评价体系相关表格填报说明（试行）一、基本概念、基础参数及计算公式1.动用含油面积----已开发储量含油外边界所圈闭的面积，即含纯油区面积与油水过渡带面积之和（单位：km2）。

2.地质储量----在地层原始条件下具有产油(气)能力的储层中油(气)的总量，地质储量按开采价值划分为两种类型。

一种是指在现有技术经济条件下具有工业开采价值并能获得社会、经济效益的地质储量。

另一种是在现有技术经济条件下开采不能获得社会、经济效益的地质储量（单位：104t）。

OOIP=100*A*h*Φ(1-Swi)*ρo/Вoi式中：OOIP---原始石油地质储量, 104tA---面积km2H---平均有效厚度,mSwi---平均原始含水饱和度(小数)Ρo---地面油密度, t/ m3Φ---孔隙度(小数)Вoi---平均地层原油体积系数3.探明储量----探明储量是在油(气)田评价钻探阶段完成或基本完成后计算的储量、在现代技术和经济条件下可提供开采并能获得社会、经济效益的可靠储量。

探明储量是编制油田开发方案、进行油(气)田开发建设、投资决策和油(气)田开发分析的依据（单位：104t）。

4.已开发地质储量：月度计算时用上年底累积开发储量；年度计算时用包括当年新投入开发储量的到本年底累积开发储量（单位：104t）。

5.技术可采储量----是指依靠现有井网及工艺技术条件，获得的总产油量。

水驱油藏一般测算到含水率98％，其它驱动类型油藏开采到技术废弃产量时的累积产油量（单位：104t）。

6.经济可采储量----是指在现有经济和技术条件下，能从油藏获得的最大经济产油量。

经济可采储量计算方法是采用投入产出平衡的基本经济原理，根据油藏地质评价、油藏工程评价和油藏地面工程评价提供的技术参数与经济参数，编制出该油藏的现金流通表，计算该油藏在累积净现值大于零，而年净现金流等于零年份时的累积产油量。

对新开发油藏来说，此产量是该油藏的经济可采储量；对已开发的油藏来说，则是剩余经济可采储量（单位：104t ）。