某公司抽油机井提液系统能耗潜力评价课件.ppt

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1、鲁明公司抽油机井 提液系统能耗潜力评价,2011年3月,二、评价方法及技术路线,三、开展主要工作,一、前言,四、取得主要成果,五、认识及建议,目 录,鲁明公司2010年生产耗电4863.65万千瓦时，提液系统耗电3254万千瓦时。占总生产能耗的66.9%。分公司提液系统耗电占总生产能耗的54%。,一、前 言,提液系统耗电占总生产能耗的百分数,截止到2010年底，公司共有油井785口，开油井660口，开井率84.1%(含合作井）。,一、前 言,在提液能耗评价和考核方面，目前国内外石油行业普遍应用的是以机采系统效率和百米吨液耗电为主要指标的传统评价考核体系。这两个指标在本质上是一样的，是常数关系。

2、,系统效率：,百米吨液耗电：,两者之间关系：,一、前 言,目前涉及抽油井系统效率评价与管理相关的行业标准有三个。,SY/T5264-2006,SY/T6275-2007,SY/T6374-2008,一、前 言,一、前 言,传统考核指标体系始终没有解决提液能耗评价和能耗潜力预测的问题，无法确定合理能耗水平和掌握潜力分布情况。,鲁明公司历年机采系统效率趋势图,从2010年系统效率变化趋势来看，通过多方面的工作，系统效率逐年提高，但公司整体水平还能提高多少，潜力在哪说不清楚。,一、前 言,因提液系统的能耗受油藏类型、开发阶段、配套能力、管理水平综合影响，各开发单位的提液合理能耗水平有较大差异。,一、

3、前 言,传统评价指标体系存在的主要问题：,1.目前的考核评价方法，不能科学、客观、公正的反映油井管理水平。 油井系统效率是动态变化的，其影响因素很多： 油藏类型：例如稠油油藏跟稀油油藏 开发阶段：例如油田开发初期和开发的中后期； 开发方式：例如水驱和三采； 油藏介质: 含气量、含砂量的变化； 工况运行：参数设计、管理是否优化。 诸多因素造成各油井的系统效率各不相同，因此系统效率绝对值指标不能科学的反映各开发单位的能耗管理水平。,一、前 言,2、缺乏系统效率潜力分析和评价手段，治理对象选择没有科学依据。 传统的评价方法，通常根据油井当前系统效率值大小，来定性判断能耗潜力的大小。一般认为当前系统效

4、率高，则系统效率提高潜力小；当前系统效率低，则系统效率提高潜力大。 这种观点已经被实践证实是错误的。油井能耗潜力的大小受油井自身条件和工况的影响，可以说一口井一个样。因此再用传统的评价方法来判断油井能耗潜力，在治理对象的选择上带有一定的盲目性，造成了人力、物力上的极大浪费。,一、前 言,3.影响系统效率关键因素不明确，油井治理没有针对性。 影响系统效率的具体因素很多，不同的油井影响其系统效率的关键因素也不尽相同（可能是地面设备、井下管柱、工作参数等）。由于没有行之有效的判断手段，没有科学、可靠的决策依据，因此无法确定提高油井系统效率的关键因素，就无法有针对性开展油井治理，实现治理的有效性。,一

5、、前 言,基于以上原因，在分析鲁明公司当前提液能耗现状的基础上，利用优化预测技术，在保障液量、生产周期、系统效率最佳匹配的前提下，以举升系统“降耗率”作为评价指标，评价公司目前抽油机井提液系统能耗水平并预测合理的降耗空间。（数据截止2010年4月底，测试数据由技术检测中心能源检测所完成，数据处理由胜利软件公司完成。本研究历时8个月。）,一、前 言,一、前言,三、开展主要工作,二、评价方法及技术路线,四、取得主要成果,五、认识及建议,目 录,考虑油井生产的实际情况，按照“系统考虑、分步评价”的原则开展评价工作。 系统考虑：在保证产量不降的前提下，整体考虑地面和井下各节点对系统效率的影响和下步调整

6、方向。 分步评价： 一是油井正常生产情况下通过地面生产参数的调整实现节能降耗的潜力； 二是油井躺井后，维护作业时通过优化调整管杆泵的匹配和生产参数，实现节能降耗的潜力。,二、评价方法及技术路线,以“机采系统优化设计技术”中“理论输入功率”的计算方法为基础，利用油井实测数据和原油高压物性参数对计算模型进行拟合和修正，建立跟实测数据高度吻合的输入功率计算模型。由此可计算每口井当前能耗及预测该井同油藏条件、同产量下最佳能耗，通过计算和分析“降耗率”，对油井的节能潜力做出预测和评价。,（一）评价方法,二、评价方法及技术路线,二、评价方法及技术路线,机采系统能耗评价技术核心是准确找出一口井可实现的最佳输

7、入功率值，为此我们提出“降耗率”来判断一口井的能耗潜力。,系统效率 = 有效功率 / 电机输入功率 100% 输入功率 系统效率 但输入功率不可能无限制的降低，系统效率也不可能无限制的提高，因此每口井必然有一个最佳输入功率值。,（二）评价指标,R=（1-P最佳/P目前）*100% R 降耗率 P目前 目前生产状态下的机采系统输入功率，kW； P最佳相同产量下能耗最低机采参数组合对应的输入功率，kW,R值的范围为0100%。R值越小，该井的节能潜力越小；R值越大，该井的节能潜力越大，当R值为0时，其节能潜力为零。 “降耗率”是油井自身状况的比较，是一个相对值。用“降耗率”作为油井（区块、油田）能

8、耗管理、评价、考核的标准，更加的科学、合理，且具有很好的可操作性。,（二）评价指标定义,二、评价方法及技术路线,输入功率的理论体系,找出各部分功率的主要影响因素及建立各部分功率计算的函数关系式。,P输入 = P有+P地+P粘+P滑-P膨, = P有/ P入 = P有/（P地+P粘+P滑+P有-P膨）,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线,有用功率（Pef） 在一定扬程下，将一定排量的井下液体提升到地面所需要的功率称作有效功率。,PefQtlgh/86400,h=H+（P油-P套）/ l,Qt产液量 l混合液密度 g重力加速度 h有效扬程,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线

9、,输入功率的理论体系,地面损失功率（PU） 深井泵生产过程中，地面抽油机和电机所损耗的功率。,Pd：电机空载功率 S：冲程 n：冲次 F上：光杆在上冲程中的平均载荷 F下：光杆在下冲程中的平均载荷 K1、K2：地面损失功率同光杆在上、下冲程中的平均载荷的相关系数,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线,输入功率的理论体系,粘滞损失功率 深井泵生产过程中，被举升的液体因与油管、抽油杆发生摩擦而损耗的功率称作粘滞损失功率。 上冲程：发生在液柱与油管壁之间； 下冲程：发生在液柱与抽油杆之间,i：在li段油管中的液体的平均粘度 li：第i段油管长度 m:管径杆径比 T油层：油层温度 T口：井口

10、温度 T析：原油析蜡温度 Q油：产油量 fw：含水率、 0 ：50脱气原油粘度,iLi = K10（T油层T析）+K20Q油（T析T口）+K30（-f2w+1.2fw）+C,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线,输入功率的理论体系,滑动损失功率： 因抽油杆与油管发生摩擦以及泵柱塞与泵筒间发生摩擦而损失的功率称作滑动损失功率。,Pk=2fkq杆l水平Sn,fk：杆与管的摩擦系数 q杆：单位长度杆柱重量 l水平：抽油杆在斜井段的水平投影长度,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线,输入功率的理论体系,A ：当P沉PbP井口时 B：当P沉Pb且P井口Pb时，P膨=0 C：当P井口P

11、沉Pb时 D：当P沉Pb且P井口 P沉时，P膨=0,溶解气膨胀功率,原油在举升过程中，溶解气因所受压力的降低而不断从原油中析出，转化成体积膨胀能而作用于举升系统，这一功率称作溶解气膨胀功率。,（二）评价指标理论依据,二、评价方法及技术路线,输入功率的理论体系,假设条件：油井的生产液量相对稳定（不更换抽油机），即油井的动液面相对稳定（在一定的产液量、动液面、油套压的前提下）,能耗最低机采设计方法,二、评价方法及技术路线,（二）评价指标具体算法,（二）评价指标具体算法,二、评价方法及技术路线,（三）评价技术路线,二、评价方法及技术路线,二、评价方法及技术路线,一、项目概况,三、开展主要工作,四、取

12、得主要成果,五、认识及建议,目 录,鲁明公司提液系统潜力评价项目工作量统计表（未含合作油井),三、开展主要工作,（一）资料收集,累计收集440口油井资料。,三、开展主要工作,（二）现场测试,在公司每个油田、开发单元、生产层位都按比例抽测; 开发单元内油井按日产液量从高到低排序，以主力产量为主，每个产量区间都抽测； 抽测中兼顾不同泵径、不同抽油机机型； 考虑间开井特殊情况，选择少量井进行测试。,抽测选井原则:,测试油井覆盖公司所有开发单元。按50%比例抽测。,三、开展主要工作,（二）现场测试,现场测试油井共221口，占公司抽油机井440口的50.2%。测试初期完成油井测试155口，结合电表计量折

13、算功率对比情况，为提高模型拟合的准确度，增加油井测试数量66口。,三、开展主要工作,鲁明油井测试数量统计表,（三）数据分析与处理,通过对数据的分析，找出52口井数据存在明显错误，例如系统效率异常、杆管组合与泵挂不匹配、高产量井沉没度为负等。经过对各项数据的落实和校核，发现这些异常主要是由动液面、套压、输入功率不准确造成的。,处理方法： 1.动液面：动液面复测; 2.套压：落实油井实际套压值； 3.输入功率：进行复测；对电表计量波动大，日耗电量取平均值。,三、开展主要工作,（四）模型校对,根据现场测试输入功率，进行各开发单元输入功率理论模型的拟合和修正，共完成33个开发单元的模型校对（中高渗3个

14、,低渗透30个），其中包括樊142 、曲104 、曲9 、商105 、史117 等 。,三、开展主要工作,（五）单井潜力评价,完成鲁明440口油井的节能潜力评价,在保证产量不降的前提下，按照地面调参和动管柱优化分别进行潜力的预测，共完成880个井次潜力评价方案。,三、开展主要工作,各子公司潜力评价井统计表,（六）能耗潜力分布趋势分析,三、开展主要工作,通过对鲁明公司440口井进行分析统计，进行了系统效率与降耗率同产液量、含水率、沉没度、泵径、泵挂、泵效、杆速等多个因素的综合分析，按照一定的分类标准进行分类汇总统计。,理论计算值同实测值对比统计表,为验证理论模型的准确性，主要采取两种方式进行验证

15、： 一是目前情况下计算的输入功率值同现场测试值的比对。在公司随机抽取一定数量油井，对其进行现场测试，将其测试值同理论计算的输入功率值进行比较，符合度均在85%以上，符合度较高，且误差很小。,（七）理论模型现场验证,三、开展主要工作,二是跟踪进行地面参数调整及维护作业后的油井，随机抽测，理论计算值同测试值符合度均在80%以上，符合度较高，且误差很小。,优化油井理论计算值同实测值对比统计表,（七）理论模型现场验证,三、开展主要工作,（七）理论模型现场验证,三、开展主要工作,理论模型现场验证数据表,分析理论计算输入功率值同现场实测值误差较大的主要原因： 1、低液量油井，管线合走，产液量计量存在一定误

16、差，影响了理论计算的准确性； 2、测试时部分油井不是正常生产或优化后尚未达到平稳生产，此时现场测试存在一定的偏差； 3、有部分井为电加热井，造成理论计算输入功率同现场实测值存在较大的偏差。,（七）理论模型现场验证,三、开展主要工作,二、评价方法及技术路线,一、项目概况,四、主要成果,三、开展主要工作,五、认识及建议,四、取得主要成果,目 录,四、取得主要成果,以2010年4月份生产数据为依据进行统计分析。共统计了14个采油队，440口抽油机井，涉及33个开发单元。具体情况如下： 生产数据：平均单井日液10.9t/d，综合含水74.6%； 技术指标：平均泵径46.1mm，平均泵深1517米，平均动液面1286.4米，平均冲程3.96米，平均冲次2.77 min-1； 经济指标：平均输入功率