提高機(jī)采系統(tǒng)能耗的對(duì)策措施

提高機(jī)采系統(tǒng)能耗的對(duì)策措施

獨(dú)東油田進(jìn)入高度含水層，采集過(guò)程高（30.2%），總含量高（95%），部分區(qū)塊總含量超過(guò)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(shì)下,污水減排壓力增大,采油廠用電負(fù)荷逐年增大,拉動(dòng)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(fèi)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(zhǎng)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(gè)重要因素。1高含水油田、低能耗、供熱通過(guò)對(duì)全廠2300余口油井生產(chǎn)工況和用能情況的統(tǒng)計(jì)分析造成采油廠機(jī)采系統(tǒng)用電居高不下的原因主要有以下幾個(gè)方面:1)抽油機(jī)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(jī)油井。據(jù)統(tǒng)計(jì),2011年全廠油井日耗電大于350kWh的井有301口,占抽油機(jī)井開(kāi)井總數(shù)的15.5%。導(dǎo)致抽油機(jī)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(jī)、電動(dòng)機(jī)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(yùn)行參數(shù)運(yùn)行不合理。對(duì)部分泵效低于30%的低泵效井,由于地層原因長(zhǎng)期低液,動(dòng)液面較深,參數(shù)過(guò)大。其中:沉沒(méi)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(dòng)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(dòng)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(kāi)發(fā)區(qū)塊,油質(zhì)稠,開(kāi)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(kāi)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(jī)井生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)運(yùn)行不合理,造成油井沖速偏大,沉沒(méi)度偏大。據(jù)統(tǒng)計(jì),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(shí)泵徑升級(jí),降低沖次。沉沒(méi)度大于300m的油井有470口,造成油井泵掛深度過(guò)深。這部分油井需要實(shí)施上提泵掛,使沉沒(méi)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(jì),全廠2011年機(jī)采井在用電機(jī)修復(fù)2次以上的有215臺(tái),占在用電機(jī)總數(shù)的11.1%。在用不具備無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償功能的控制箱有222臺(tái),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(duì)機(jī)采系統(tǒng)存在的問(wèn)題,在前期開(kāi)展認(rèn)真調(diào)查和詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)充分論證,提出實(shí)施油井“一井一策”管理措施,實(shí)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(jí)分類管理辦法,每月定期組織對(duì)高耗能井進(jìn)行電參數(shù)測(cè)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(diǎn)對(duì)油井耗電量的影響程度,進(jìn)行分類治理。對(duì)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(jì),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(jì)劃,合理調(diào)整抽油機(jī)井沖速、沖程等生產(chǎn)參數(shù)。4)優(yōu)化匹配電動(dòng)機(jī),推廣應(yīng)用新型30kW節(jié)能電動(dòng)機(jī)10臺(tái)等。計(jì)劃實(shí)施高能耗油井專項(xiàng)治理240口,按每口井日節(jié)電90kWh,日節(jié)電2.16×104kWh,實(shí)現(xiàn)年節(jié)電368×104kWh。2.2低功率沖速治理主要措施:對(duì)地面參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,使油井下調(diào)1-2個(gè)沖速,配套電動(dòng)機(jī)功率降低1~2檔,計(jì)劃實(shí)施治理42口。按每口井日節(jié)電40kWh,日節(jié)電0.14×104kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電24×104kWh。2.3簡(jiǎn)化油氣管理構(gòu)數(shù),降低水的無(wú)效液量。請(qǐng)看圖表2,主要措施:建立高含水井間開(kāi)制度,對(duì)于含水大于99%的機(jī)采井,從注采結(jié)構(gòu)調(diào)整,增加對(duì)應(yīng)水井有效注水的油藏管理角度,進(jìn)行計(jì)關(guān)、間開(kāi)管理,減少無(wú)效液量,降低電量消耗。計(jì)劃實(shí)施治理63口,按每口井日節(jié)電370kWh,日節(jié)電2.3×104kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電850×104kWh。2.4t的井停機(jī)轉(zhuǎn)注汽對(duì)供電源的影響主要措施:利用氣溫回升的有利時(shí)機(jī),根據(jù)油井井口溫度及油量、含水變化情況,對(duì)日產(chǎn)油量小于3t的井關(guān)停轉(zhuǎn)注汽,對(duì)暫時(shí)不能關(guān)停的合理調(diào)控電熱桿運(yùn)行電流、縮短電加熱設(shè)備運(yùn)行時(shí)間,降低電加熱設(shè)備用電量。計(jì)劃實(shí)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(shí)調(diào)整電熱桿運(yùn)行功率,預(yù)計(jì)年節(jié)電92×104kWh。2.5管柱工況分析從整個(gè)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(guò)單井產(chǎn)能預(yù)測(cè)分析、生產(chǎn)管柱工況分析,在泵徑、沖程、沖速、沉沒(méi)度、桿柱組合、管徑組合的多種設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)年節(jié)電94×104kWh。2.6電機(jī)和電機(jī)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(duì)“大馬拉小車”電動(dòng)機(jī)進(jìn)行降低1-2檔功率匹配,減少設(shè)備耗電,計(jì)劃實(shí)施匹配電動(dòng)機(jī)60井次,需投入30kW電動(dòng)機(jī)15臺(tái),22kW電動(dòng)機(jī)20臺(tái)。逐步采取變頻技術(shù)治理淘汰電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī),計(jì)劃實(shí)施用變頻節(jié)能控制柜+普通電機(jī)更換電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)22臺(tái)。改造后,日節(jié)電0.43×104kWh,預(yù)計(jì)年節(jié)電157×104kWh。2.7補(bǔ)償柜等措施綜合治理主要采取合理選用電動(dòng)機(jī)容量、安裝油井動(dòng)態(tài)補(bǔ)償柜等措施綜合治理。計(jì)劃實(shí)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(dòng)態(tài)補(bǔ)償柜40臺(tái)。3執(zhí)行效果通過(guò)實(shí)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(gè)方面。3.1地面單井系統(tǒng)全廠共組織實(shí)施高耗能油井治理179口,其中通過(guò)作業(yè)進(jìn)行管柱優(yōu)化68口,地面參數(shù)優(yōu)化77口,匹配電動(dòng)機(jī)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(jì)節(jié)電128.6×104kWh。高能耗井治理效果見(jiàn)表1。3.2減少0.1842kwh,采用x5h的電解系統(tǒng)綜合電阻率,實(shí)現(xiàn)高效低全廠共組織實(shí)施42口井,平均沖速減少1.6min-1,泵效提高16.7個(gè)百分點(diǎn),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(shí)現(xiàn)年節(jié)電6.46×104kWh。低泵效井治理效果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表2。3.3年電阻及電化學(xué)共實(shí)施高含水油井計(jì)劃措施63井次,日節(jié)電2.5×104kWh,年節(jié)電912.5×104kWh。組織實(shí)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(yàn)和日電阻全廠共組織實(shí)施泵徑升級(jí)、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(jì)節(jié)電54.4×104kWh。作業(yè)參數(shù)優(yōu)化效果統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表33.5電磁傳動(dòng)發(fā)電機(jī)全廠共組織調(diào)整匹配電動(dòng)機(jī)80余臺(tái),治理電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)22臺(tái)次,日節(jié)電0.68×104kWh,年累計(jì)節(jié)電47.9×104kWh。4效率分析4.1節(jié)約用電及運(yùn)行成本方面通過(guò)實(shí)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(xiàng)目預(yù)期的目的,產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。1)節(jié)電效益。按節(jié)約電費(fèi)0.623元/kWh價(jià)格計(jì)算,則年節(jié)約電費(fèi)為952.85358萬(wàn)元。2)降低維修成本效益。通過(guò)實(shí)施參數(shù)優(yōu)化、調(diào)整匹配用電設(shè)備等措施,延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命,減少了材料消耗。其中減少抽油機(jī)及配件維修11臺(tái)次,節(jié)約費(fèi)用27.5萬(wàn)元;減少電動(dòng)機(jī)維修31臺(tái)次,節(jié)約費(fèi)用7.8萬(wàn)元;減少包括電動(dòng)機(jī)皮帶、減速箱潤(rùn)滑油等油井材料消耗2萬(wàn)元。機(jī)采系統(tǒng)共節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)及材料費(fèi)37.3萬(wàn)元。二項(xiàng)合計(jì)為990.15358萬(wàn)元。3)項(xiàng)目投入產(chǎn)出比。該項(xiàng)目共投入成本資金56萬(wàn)元,其中高能耗井治理投入5萬(wàn)元、地面設(shè)備更新改造投入33萬(wàn)元、功率因數(shù)治理投入18萬(wàn)元。則項(xiàng)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(guò)實(shí)施系統(tǒng)油井“一井一策”管理,