提高機采系統(tǒng)能耗的對策措施

提高機采系統(tǒng)能耗的對策措施

獨東油田進入高度含水層，采集過程高（30.2%），總含量高（95%），部分區(qū)塊總含量超過97%。在采油廠綜合含水率逐漸上升、產(chǎn)液水平逐年上升的形勢下,污水減排壓力增大,采油廠用電負(fù)荷逐年增大,拉動用電量逐年攀升。2010年勝利油田孤東采油廠用電達(dá)4.95×108kWh,用電成本3.58×108元,占采油廠總成本費用的23%。而占采油廠總用電量40%的采油系統(tǒng),刨除用電負(fù)荷的硬性增長因素,油井生產(chǎn)參數(shù)逐漸增大,高耗能、低泵效油井較多,造成生產(chǎn)單耗居高不下,油井系統(tǒng)效率低,也是采油系統(tǒng)用電居高不下的一個重要因素。1高含水油田、低能耗、供熱通過對全廠2300余口油井生產(chǎn)工況和用能情況的統(tǒng)計分析造成采油廠機采系統(tǒng)用電居高不下的原因主要有以下幾個方面:1)抽油機井高耗能油井?dāng)?shù)量多。高耗能油井主要指日耗電量不低于350kWh的抽油機油井。據(jù)統(tǒng)計,2011年全廠油井日耗電大于350kWh的井有301口,占抽油機井開井總數(shù)的15.5%。導(dǎo)致抽油機井耗電量高的原因主要有:一是油井高參數(shù)、高液量;二是地層供液不足,泵掛深、液面深、油稠負(fù)荷重;三是抽油機、電動機等地面配套設(shè)備老化嚴(yán)重、配套不完善。2)低泵效油井生產(chǎn)運行參數(shù)運行不合理。對部分泵效低于30%的低泵效井,由于地層原因長期低液,動液面較深,參數(shù)過大。其中:沉沒度小于200m,沖速大于5次的有42口井,平均沖速6.2min-1,平均泵掛998m,平均動液面935m,平均單耗為226kWh,這部分井比全廠平均沖速高0.7min-1。3)高含水油井低效提液增加耗電。高含水井普遍是大泵徑、高沖速井。其中油井綜合含水99%以上的有113口,平均單井日產(chǎn)液103.6t,日產(chǎn)油0.8t,單耗294kWh。這部分油井一方面低效液量多,增加電量消耗,另一方面也增加了污水壓力,從而拉動污水回灌用電量的增加。4)高耗能大功率電熱桿油井?dāng)?shù)量多。由于新區(qū)大多數(shù)為稠油開發(fā)區(qū)塊,油質(zhì)稠,開采難度大,地面配套不完善、替代工藝適用性較差造成電熱桿數(shù)量增加。目前全廠采用電熱桿降黏開采工藝的油井?dāng)?shù)量已達(dá)到46口,每口油井日平均耗電量達(dá)到1289.6kWh。5)部分抽油機井生產(chǎn)運行參數(shù)運行不合理,造成油井沖速偏大,沉沒度偏大。據(jù)統(tǒng)計,全廠2011年低泵效大于85%、沖速大于7min-1的油井有300口,這部分油井需要作業(yè)時泵徑升級,降低沖次。沉沒度大于300m的油井有470口,造成油井泵掛深度過深。這部分油井需要實施上提泵掛,使沉沒度保持在200~300m的合理位置。6)部分用電設(shè)備老化,造成耗能增加。據(jù)統(tǒng)計,全廠2011年機采井在用電機修復(fù)2次以上的有215臺,占在用電機總數(shù)的11.1%。在用不具備無功動態(tài)補償功能的控制箱有222臺,占總數(shù)的11.4%,平均功率因數(shù)0.645,增加了設(shè)備能耗。2鉆井“一井一策”管理措施針對機采系統(tǒng)存在的問題,在前期開展認(rèn)真調(diào)查和詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,經(jīng)過充分論證,提出實施油井“一井一策”管理措施,實現(xiàn)油井降低用電單耗,以達(dá)到節(jié)約用電的目的。2.1治理高能耗油田1)采取分級分類管理辦法,每月定期組織對高耗能井進行電參數(shù)測試,逐井診斷,分析地面設(shè)備、生產(chǎn)參數(shù)、井筒工藝等能耗節(jié)點對油井耗電量的影響程度,進行分類治理。對于350~450kWh的高耗能油井,由各采油礦組織治理;大于450kWh的高耗能井由采油廠相關(guān)部門負(fù)責(zé)組織治理。2)由工藝研究所負(fù)責(zé)油井管柱優(yōu)化設(shè)計,合理調(diào)整高能耗油井的管柱結(jié)構(gòu)。3)地面參數(shù)優(yōu)化,根據(jù)油層供液能力和產(chǎn)能計劃,合理調(diào)整抽油機井沖速、沖程等生產(chǎn)參數(shù)。4)優(yōu)化匹配電動機,推廣應(yīng)用新型30kW節(jié)能電動機10臺等。計劃實施高能耗油井專項治理240口,按每口井日節(jié)電90kWh,日節(jié)電2.16×104kWh,實現(xiàn)年節(jié)電368×104kWh。2.2低功率沖速治理主要措施:對地面參數(shù)進行優(yōu)化,使油井下調(diào)1-2個沖速,配套電動機功率降低1~2檔,計劃實施治理42口。按每口井日節(jié)電40kWh,日節(jié)電0.14×104kWh,預(yù)計年節(jié)電24×104kWh。2.3簡化油氣管理構(gòu)數(shù),降低水的無效液量。請看圖表2,主要措施:建立高含水井間開制度,對于含水大于99%的機采井,從注采結(jié)構(gòu)調(diào)整,增加對應(yīng)水井有效注水的油藏管理角度,進行計關(guān)、間開管理,減少無效液量,降低電量消耗。計劃實施治理63口,按每口井日節(jié)電370kWh,日節(jié)電2.3×104kWh,預(yù)計年節(jié)電850×104kWh。2.4t的井停機轉(zhuǎn)注汽對供電源的影響主要措施:利用氣溫回升的有利時機,根據(jù)油井井口溫度及油量、含水變化情況,對日產(chǎn)油量小于3t的井關(guān)停轉(zhuǎn)注汽,對暫時不能關(guān)停的合理調(diào)控電熱桿運行電流、縮短電加熱設(shè)備運行時間,降低電加熱設(shè)備用電量。計劃實施關(guān)停電熱桿井5口,按每口井日節(jié)電1200kWh,日節(jié)電0.6×104kWh,其它井根據(jù)氣溫回升情況適時調(diào)整電熱桿運行功率,預(yù)計年節(jié)電92×104kWh。2.5管柱工況分析從整個抽油系統(tǒng)的角度出發(fā),全面、綜合考慮油藏、井筒、地面設(shè)備的條件,通過單井產(chǎn)能預(yù)測分析、生產(chǎn)管柱工況分析,在泵徑、沖程、沖速、沉沒度、桿柱組合、管徑組合的多種設(shè)計組合中,選擇滿足產(chǎn)量需求,系統(tǒng)效率高、能耗小的設(shè)計組合。根據(jù)孤東油區(qū)作業(yè)頻次、躺井率等資料分析,建議安排治理90口,按每口井日節(jié)電80kWh,日節(jié)電0.72×104kWh,預(yù)計年節(jié)電94×104kWh。2.6電機和電機匹配根據(jù)油井電流、日耗電量的大小及示功圖判斷油井負(fù)荷的變化,對“大馬拉小車”電動機進行降低1-2檔功率匹配,減少設(shè)備耗電,計劃實施匹配電動機60井次,需投入30kW電動機15臺,22kW電動機20臺。逐步采取變頻技術(shù)治理淘汰電磁調(diào)速電動機,計劃實施用變頻節(jié)能控制柜+普通電機更換電磁調(diào)速電動機22臺。改造后,日節(jié)電0.43×104kWh,預(yù)計年節(jié)電157×104kWh。2.7補償柜等措施綜合治理主要采取合理選用電動機容量、安裝油井動態(tài)補償柜等措施綜合治理。計劃實施治理油井40口,油井功率因數(shù)提高到0.9以上,需投入動態(tài)補償柜40臺。3執(zhí)行效果通過實施“一井一策”管理措施,取得了明顯的節(jié)能降耗效果,主要體現(xiàn)在以下幾個方面。3.1地面單井系統(tǒng)全廠共組織實施高耗能油井治理179口,其中通過作業(yè)進行管柱優(yōu)化68口,地面參數(shù)優(yōu)化77口,匹配電動機10口,其它措施24口,平均單井日節(jié)電109kWh,日節(jié)電1.95×104kWh,年累計節(jié)電128.6×104kWh。高能耗井治理效果見表1。3.2減少0.1842kwh,采用x5h的電解系統(tǒng)綜合電阻率,實現(xiàn)高效低全廠共組織實施42口井,平均沖速減少1.6min-1,泵效提高16.7個百分點,日耗電減少0.18×104kWh,噸液耗電由15.2kWh降低到10.7kWh,減少了4.5kWh,綜合節(jié)電率29.6%,實現(xiàn)年節(jié)電6.46×104kWh。低泵效井治理效果統(tǒng)計見表2。3.3年電阻及電化學(xué)共實施高含水油井計劃措施63井次,日節(jié)電2.5×104kWh,年節(jié)電912.5×104kWh。組織實施電熱桿油井5口,降功11口,日節(jié)電1.04×104kWh,年節(jié)電379.6×104kWh。3.4單井試驗和日電阻全廠共組織實施泵徑升級、上提泵掛等參數(shù)優(yōu)化措施112口,單井日均節(jié)電90kWh,日節(jié)電1.01×104kWh,年累計節(jié)電54.4×104kWh。作業(yè)參數(shù)優(yōu)化效果統(tǒng)計見表33.5電磁傳動發(fā)電機全廠共組織調(diào)整匹配電動機80余臺,治理電磁調(diào)速電動機22臺次,日節(jié)電0.68×104kWh,年累計節(jié)電47.9×104kWh。4效率分析4.1節(jié)約用電及運行成本方面通過實施油井“一井一策”管理、系統(tǒng)優(yōu)化,采油廠用電管理水平穩(wěn)步提高,達(dá)到了項目預(yù)期的目的,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。1)節(jié)電效益。按節(jié)約電費0.623元/kWh價格計算,則年節(jié)約電費為952.85358萬元。2)降低維修成本效益。通過實施參數(shù)優(yōu)化、調(diào)整匹配用電設(shè)備等措施,延長了設(shè)備使用壽命,減少了材料消耗。其中減少抽油機及配件維修11臺次,節(jié)約費用27.5萬元;減少電動機維修31臺次,節(jié)約費用7.8萬元;減少包括電動機皮帶、減速箱潤滑油等油井材料消耗2萬元。機采系統(tǒng)共節(jié)約設(shè)備維修費及材料費37.3萬元。二項合計為990.15358萬元。3)項目投入產(chǎn)出比。該項目共投入成本資金56萬元,其中高能耗井治理投入5萬元、地面設(shè)備更新改造投入33萬元、功率因數(shù)治理投入18萬元。則項目投入產(chǎn)出比為1∶17.68。4.2電網(wǎng)能耗及節(jié)能減排效果分析1)通過實施系統(tǒng)油井“一井一策”管理,