聚驱油田有杆泵抽油系统效率计算方法研究 第2页|气田试井论文
第1章    概述
1.1 聚驱油田有杆泵抽油系统效率计算方法研究 第2页的目的及重要性
有杆泵抽油是世界采油工程中一直占主导地位的机械采油方式。在我国各油田的生产井中大约80%是采用有杆抽油技术，总产油量的75%是依靠有杆泵采油技术采出。随着高含水后期油田的开发，油田产油量的下降，产液量及注水量相对持平，但含水率上升，单位能耗逐年呈上升趋势是不可避免的，原油生产过程中的耗电费用在原油生产成本中的比例逐年上升，统计表明，已由“九五”初期的10％左右上升到目前的20％以上，而机采井能耗约占油田生产耗电的30%，是油田的主要耗能系统之一。另外，随着油田进入高含水开采后期，工业性聚合物驱开发规模日益扩大，单井产量逐年调整，综合含水上升，沉没度下降，供排矛盾突出。目前,我国机采系统效率的计算统一按标准SY/T6126—1995规定的方法进行。该方法的最大优点是形成了一个统一的系统效率评价标准。然而在实际应用中往往会出现一些问题,难以真实反映效率状况。
随着现在油田抽油机井数量急剧增加，抽油机的耗电量与日俱增，加剧了油田供电紧张的情况。同时由于抽油机井的效率较低，直接导致了大量能源的浪费。因此聚驱油田有杆泵抽油系统效率计算成为油田管理中的重要课题。通过科学计算可以优选出合适的有杆泵抽油系统效率计算方法，对减少消耗，降低原油采出成本有着重要作用[1]。
1.2 目前抽油机的研究成果及展望
有杆抽油系统是一个包括井下和地面多参数的复杂系统工程。井下系统由于具有不可见性和易测量参数少等特点，使系统不可预见的因素太多，特别是在系统工作是细长柔性抽油杆柱的复杂力学行为，使系统控制难度加大，系统优选匹配和控制的针对性更强。无论是抽油系统的优选匹配和系统诊断，以及系统智能控制，其前提是对抽油系统的认识，物理模拟实验的高成本和对生产的影响往往难以实现对系统的实验模拟。现今，世界各国仍然大面积的应用游梁式抽油机。美国生产游梁式抽油机的公司有十几家，品种、型式繁多，有前置式和偏置式。此外，法国、俄罗斯、罗马尼亚等国均有生产多种抽油机的厂家[1]。
我国的游梁式抽油机的制造已有几十年历史，特别是从80年代开始自行设计以来，逐步实现国产化，不仅自给，还部分出口。目前，我国己有兰石、兰通、宝鸡等三十多家制造厂。
抽油机发展趋势主要有以下几个方向:
（1）朝着大型化方向发展
随着世界油气资源的不断开发，开采油层深度逐年增加，石油含水量也不断增加，采用大泵提液采油工艺和开采稠油等，都要求采用大型抽油机。所以近几年来，国外出现了许多大载荷抽油机，例如前置式气平衡抽油机最大载荷13KN、气囊平衡抽油机最大载荷27KN等，将来会有更大载荷抽油机出现。采用长冲程抽油方式，抽油效率高、抽油机寿命长、动载小、排量稳定，具有较好的经济效益。如法国MaPe公司抽油机，最大冲程10米，WGCO公司抽油机最大冲程24.38米。
（2）朝着低能耗方向发展
为减少能耗，提高经济效益，近年来国外研制与应用了许多节能型抽油机。如异相型抽油机节电15%—35%,前置式抽油机节电36%、前置式气平衡抽油机节电35%、车轮式抽油机节电30%—40%、大圈式抽油机节电30%。
（3）朝着精确平衡发展
近年来国外很重视改进和提高抽油机的平衡效果，使抽油机更精确平衡。例如变平衡力矩抽油机，可使上冲程平衡力矩大于下冲程力矩。前置式气平衡抽油机，可以在动态下调节气平衡，平衡效果较好。自动平衡机可以保证在上下冲程每一瞬间得到较精确平衡。
（4）朝着高适应性方向发展
现在抽油机应具备较高的适应性，以便拓宽使用范围。例如，适应各种自然地理和地质构造条件抽油的需要；适应各种成分石油抽汲的需要；适应各种类型油井抽汲的需要；适应深井抽汲的需要；适应长冲程的需要；适应节电的需要；适应精确平衡的需要；适应无电源和间歇抽汲的需要；适应优化抽油的需要等。
（5）朝着长冲程无游梁抽油机方向发展
近年来国内外研制与应用了多种类型的长冲程抽油机，其中包括增大冲程游梁抽油机，增大冲程无游梁抽油机和长冲程无游梁抽油机。实践与理论表明，增大冲程无游梁抽油机是增大冲程抽油机的发展方向，长冲程无游梁抽油机是长冲程抽油机发展方向。
（6）朝着自动化和智能化方向发展
近年来，抽油机技术发展的显著标志是自动化和智能化。BAKER提升系统公司、DELTA-X公司、APS公司等研制了自动化抽油机，具有保护和报警功能，实时测得油井运动参数及时显示与记录，并通过进行综合计算分析，推导出最优工况参数，进一步指导抽油机最优工况抽油。NSCO公司智能抽油机，采用微处理机和自适应电子控制器进行控制与监测，具有抽油效率高，节电、功能多、安全可靠、经济性好、适应性强等优点。
根据国内外研究发展现状，有杆抽油系统数值模拟的发展方向是:(1)系统化全参数。有杆抽油系统是一个强藕合的非线性系统，任何参数的取舍都影响模拟的精度和实用性;(2)数字信息化。有杆抽油系统的井下供液是一个动态系统，从而造成有杆抽油系统随时间不断变化，系统模拟模型和边界条件也随之变化，模型和边界条件的变化和历史资料有关，同时也为后期工作提供信息;(3)物理实验和计算机模拟相结合。实际上许多参数理论方法难以得到，可以通过实验获取，建立实验和数值模拟混合模拟方法是当前复杂系统模拟的有效方法;(4)预测、优化设计系统;单纯的系统模拟不是模拟目的，它是认识系统的手段，设计系统真正使之在最佳经济技术工况下，获取最大的经济收益。
1.3 本文的主要内容和研究重点
本文在前人研究的基础上，利用大庆油田采油六厂的7口聚驱生产井的实测数据，以抽油机井系统效率的分级测试得到的系统效率为标准，对多种抽油机井系统效率计算方法中的常规计算方法、拟自喷井法、能量分析法、改进计算方法、泵效分析计算法、柱塞做功法、停开机法进行了实际验算；并且通过实际计算得到的数据，对上述几种计算方法进行了系统的分析、评价；依据各种计算方法中所得到的平均值，分析每种方法的特点，找出其误差存在的原因；结合现场生产的实际情况及每种方法所需参数获得的难易程度，优选出了一种适合聚驱油田现场实际应用并且较为精确、方便的有杆泵抽油系统效率计算方法。本文研究的重点在于研究影响抽油机系统效率的主要因素，对多种抽油机井系统效率计算方法进行列举，提出提高效率的对策以及优选出适合聚驱油田现场实际应用的有杆泵抽油系统效率计算方法。

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