提高油藏開發(fā)單元系統(tǒng)效率方法探索

提高油藏開發(fā)單元系統(tǒng)效率方法探索第一頁，共四十九頁，2022年，8月28日匯報提綱一、前言二、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率分析三、2010年提高系統(tǒng)效率基本做法四、2011年提高系統(tǒng)效率方法探索第二頁，共四十九頁，2022年，8月28日一、前言

目前采油廠抽油機井開井2241口，占油井開井?dāng)?shù)的93％。年耗電量18583×104KW.h，占全廠耗電量的37.02％，年平均噸液耗電量3.9kw.h/t，百米噸液耗電0.63KW.h/100m.t，平均系統(tǒng)效率33.68％。第三頁，共四十九頁，2022年，8月28日一、前言

系統(tǒng)效率是衡量生產(chǎn)系統(tǒng)能耗的重要指標(biāo)，也是體現(xiàn)采油廠管理水平的主要標(biāo)志。目前存在系統(tǒng)效率高低不平衡、低效井多的問題。據(jù)測試資料統(tǒng)計，系統(tǒng)效率小于20％的井484口，占測試井的26.1％，能耗是高效井的2.3倍。通過分析，找出系統(tǒng)效率低的問題井和潛力井，實施有效措施，提高系統(tǒng)效率，節(jié)能降耗。第四頁，共四十九頁，2022年，8月28日匯報提綱一、前言二、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率分析三、2010年提高系統(tǒng)效率基本做法四、2011年提高系統(tǒng)效率方法探索第五頁，共四十九頁，2022年，8月28日二、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率分析統(tǒng)計2008年以來的系統(tǒng)效率測試資料，三年維持平穩(wěn)，2010年稍有提高，尤其是稠油單元提高明顯。1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率現(xiàn)狀分析第六頁，共四十九頁，2022年，8月28日按開發(fā)方式統(tǒng)計，2010年稠油單元的系統(tǒng)效率最高，其次是聚驅(qū)單元，水驅(qū)單元最低。分析原因為：稠油單元能量利用充分、效率損失是主要問題；水驅(qū)單元能量利用不充分、偏磨漏失嚴(yán)重；聚驅(qū)單元油水轉(zhuǎn)相、油井腐蝕偏磨漏失是主要問題。1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析第七頁，共四十九頁，2022年，8月28日(1)稠油單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析

稠油單元系統(tǒng)效率最低的是渤21-89塊，其次是南區(qū)稠油和中二北稠油，同時百米噸液耗電是高效井的2.3倍。主要原因是這些單元原油物性差、開發(fā)難度大，供排協(xié)調(diào)關(guān)系差。第八頁，共四十九頁，2022年，8月28日(1)稠油單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析通過工況分析，參數(shù)偏大區(qū)是稠油單元存在的主要問題。因此，系統(tǒng)效率、能耗和宏觀控制圖兩個角度均說明對這兩個區(qū)的治理是今后的主要工作。第九頁，共四十九頁，2022年，8月28日

在聚驅(qū)單元中，南區(qū)Ng3-6注聚單元的系統(tǒng)效率最低，百米噸液耗電最高。該單元腐蝕嚴(yán)重，桿管配置、生產(chǎn)參數(shù)配置也有一定問題。(2)聚驅(qū)單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析第十頁，共四十九頁，2022年，8月28日

通過工況分析，生產(chǎn)參數(shù)偏大區(qū)和斷脫漏失區(qū)是聚驅(qū)的主要問題，是今后主要的治理區(qū)域。(2)聚驅(qū)單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析第十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日(3)水驅(qū)單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析水驅(qū)單元的系統(tǒng)效率普遍偏低，平均系統(tǒng)效率32.9％，問題井較多，這與單元產(chǎn)出液的性質(zhì)、油井偏磨程度有很大的關(guān)系。第十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日通過工況分析，生產(chǎn)參數(shù)偏大區(qū)和斷脫漏失區(qū)是水驅(qū)單元的主要問題，是今后主要的治理區(qū)域。目前采油廠偏磨井570口，有62.1％的偏磨井在水驅(qū)單元，占后續(xù)水單元生產(chǎn)井的47.2％。油井偏磨是造成系統(tǒng)效率低的主要原因，也是今后防偏磨治理，減少斷脫漏失的主力方向。(3)水驅(qū)單元1、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率調(diào)研及存在問題分析第十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日

利用抽油機井宏觀控制技術(shù)找出問題井和潛力井。統(tǒng)計的1857口井中，合理區(qū)井占50.38％，合格井（＝合理區(qū)＋待落實區(qū)＋況外泵效大于100％的井）占67.1％，和管理局要求的指標(biāo)還有一定距離。2、提高系統(tǒng)效率潛力分析工況分布區(qū)域第十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

從系統(tǒng)效率、百米噸液耗電以及工況區(qū)域的分布可以看出，百米噸液耗電高的井主要存在于參數(shù)偏大、斷脫漏失區(qū)和沉沒壓力過小的況外區(qū)，斷脫漏失區(qū)的百米噸液耗電是合格區(qū)井的2.5倍，參數(shù)偏大區(qū)域的百米噸液耗電是合格區(qū)井的3.6倍，圖框外區(qū)的百米噸液耗電是合格區(qū)井的3.5倍。2、提高系統(tǒng)效率潛力分析百米噸液耗電與工況分布第十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日

從經(jīng)濟效益考慮，斷脫漏失區(qū)、參數(shù)偏大區(qū)、參數(shù)偏小和沉沒壓力過小的圖框外區(qū)等4個區(qū)域是低效益區(qū)域，這是今后提高系統(tǒng)效率潛力區(qū)，目前這幾個區(qū)域共有611口井，其中包括斷脫漏失221口，參數(shù)偏大區(qū)284口，參數(shù)偏小區(qū)30口，圖框外76口。2、提高系統(tǒng)效率潛力分析表16系統(tǒng)效率分級和工況區(qū)域井?dāng)?shù)第十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日系統(tǒng)效率公式＝有效功率/輸入功率×100%

3、影響能耗效率的因素分析第十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日當(dāng)?shù)孛嬖O(shè)備運行正常，抽油機達(dá)到平衡，地層物性和原油物性確定的情況下，對系統(tǒng)效率的影響主要是泵效、沉沒壓力、生產(chǎn)參數(shù)等。3、影響能耗效率的因素分析泵效與系統(tǒng)效率的關(guān)系（1）泵效對系統(tǒng)效率的影響第十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日3、影響能耗效率的因素分析（2）沉沒壓力對系統(tǒng)效率的影響沉沒壓力過高或者過低都會降低系統(tǒng)效率，因此選擇合理的沉沒壓力是保持較高系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。第十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日3、影響能耗效率的因素分析（3）生產(chǎn)參數(shù)對系統(tǒng)效率的影響主要是泵徑、沖程、沖次對系統(tǒng)效率的影響，而生產(chǎn)參數(shù)的影響主要表現(xiàn)在沖次對系統(tǒng)效率的影響。對于稠油單元：轉(zhuǎn)周初期，原油粘度低，沖次高，泵效高，舉升過程中摩擦損失和滑脫損失較低，系統(tǒng)效率高；在生產(chǎn)后期，粘度降低，為了達(dá)到泵高的充滿系數(shù)，沖次降低，但舉升過程中摩擦損失和滑脫漏失增加，系統(tǒng)效率低降低。孤島東區(qū)稠油單元沖次與井下效率關(guān)系第二十頁，共四十九頁，2022年，8月28日3、影響能耗效率的因素分析（4）生產(chǎn)參數(shù)對系統(tǒng)效率的影響對于水驅(qū)和聚驅(qū)單元，溫度相對穩(wěn)定，沖次對系統(tǒng)效率的影響主要表現(xiàn)在沖次對液量的影響，沖次越高，產(chǎn)量越高，系統(tǒng)效率越高，但又增加了桿管的不穩(wěn)定性，引起偏磨嚴(yán)重，免修期短。所以生產(chǎn)參數(shù)和系統(tǒng)效率應(yīng)該有一個協(xié)和點，盡量在提高系統(tǒng)效率的同時延長油井免修期。第二十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日匯報提綱一、前言二、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率分析三、2010年提高系統(tǒng)效率基本做法四、2011年提高系統(tǒng)效率方法探索第二十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日三、2010年采油廠提高系統(tǒng)效率基本做法

2010年圍繞提高系統(tǒng)效率基本做法1、在技術(shù)管理方面完善抽油機井宏觀控制技術(shù);推進六西格瑪目標(biāo)管理方法；2、在技術(shù)決策方面加強稠油井的階段性措施優(yōu)化；建立孤島西區(qū)優(yōu)化設(shè)計示范區(qū)；3、在工藝配套方面針對性改進抽油泵。第二十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日三、2010年采油廠提高系統(tǒng)效率基本做法1、技術(shù)管理方面(1)完善抽油機井宏觀控制技術(shù)進行宏觀控制模板單元劃分

模板的準(zhǔn)確性是油井動態(tài)分析的基礎(chǔ)，針對以往模板的存在問題，2010年采油廠按開發(fā)方式、油藏類型、原油物性等特征，將77個單元歸類整合，形成了29個宏觀控制模板，更好地指導(dǎo)油藏精細(xì)管理。第二十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日建立宏觀控制模板通過對泵效、沉沒壓力、特殊井邊界對29個模版逐一確定六個邊界線。1、技術(shù)管理方面(1)完善抽油機井宏觀控制技術(shù)第二十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日精細(xì)宏觀控制圖的工況分析針對影響油井工況的因素進行全面分析，著手進行單井工況評價、培養(yǎng)長壽井穩(wěn)升井組等管理措施，使油井的生產(chǎn)狀況逐步轉(zhuǎn)好，促使其向合理區(qū)進行轉(zhuǎn)換，以進一步提升油井的生產(chǎn)管理水平。(1)完善抽油機井宏觀控制技術(shù)1、技術(shù)管理方面第二十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日宏觀控制圖整體查詢?yōu)g覽及精確定位

油田整體運行情況報表完善安全管理機制增強的單井（多井）工況歷史跟蹤圖問題井的措施意見分析審核和實施情況跟蹤2010年抽油機井宏觀控制圖網(wǎng)上應(yīng)用系統(tǒng)中新增6項功能實現(xiàn)宏觀控制圖網(wǎng)上運行管理宏觀控制圖的對比及分析(1)完善抽油機井宏觀控制技術(shù)1、技術(shù)管理方面第二十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日(2)推進六西格瑪目標(biāo)管理方法

六西格瑪管理方法是將工作對象作為一種流程，按照DMAIC（界定、測量、分析、改進和控制）的步驟，采用量化的方法分析流程中影響質(zhì)量的最關(guān)鍵的因素加以改進，從而達(dá)到更高質(zhì)量水平的先進管理方法。

2010年初采油廠成立了“提高機采效率，降低用電消耗”項目組。根據(jù)油藏類型和生產(chǎn)方式，把項目組分成了提高常規(guī)水驅(qū)、稠油、館1+2、螺桿泵系統(tǒng)效率，降低用電消耗4個項目組。實施目標(biāo)：系統(tǒng)效率提高1.2％1、技術(shù)管理方面第二十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日(2)推進六西格瑪目標(biāo)管理方法1、技術(shù)管理方面D（Define）定義階段

定義了兩個變量：系統(tǒng)效率，和噸液耗電。M（Measure）評估階段對影響噸液耗電和系統(tǒng)效率的七個變量進行測量A（Analyze）分析階段分析影響系統(tǒng)效率、噸液耗電的顯著因素。I（Improve）改進階段驗證變量影響程度，建立關(guān)聯(lián)方程。C（Control）控制階段建立控制流程圖，根據(jù)流程圖，制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。第二十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日(2)推進六西格瑪目標(biāo)管理方法1、技術(shù)管理方面

截至到2010.12，項目組工作全部結(jié)束1、制作了《油井取樣及含水率測定方法》標(biāo)準(zhǔn)，提高了全廠原油化驗含水準(zhǔn)確性。2、通過應(yīng)用假設(shè)檢驗、回歸分析、多元相關(guān)性方法找到了影響螺桿泵與抽油機系統(tǒng)效率的顯著影響因子，并做出了系統(tǒng)效率與其顯著影響因子的相關(guān)性矩陣圖，為系統(tǒng)效率的優(yōu)化提供了參考依據(jù)。3、通過實驗設(shè)計找到了試驗井的系統(tǒng)效率與沖程、沖次、平衡度、負(fù)載之間的關(guān)系，并量化了各影響因素的相關(guān)性，為系統(tǒng)效率的優(yōu)化提供了實驗依據(jù)。4、根據(jù)DMAIC的流程，對應(yīng)設(shè)計出了機采系統(tǒng)效率優(yōu)化流程，并根據(jù)優(yōu)化流程，分別制訂了分項目組的系統(tǒng)效率優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)項目完成情況第三十頁，共四十九頁，2022年，8月28日(2)推進六西格瑪目標(biāo)管理方法1、技術(shù)管理方面項目取得的成果第三十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日（1）轉(zhuǎn)周初期：產(chǎn)液溫度較高，產(chǎn)液粘度較小，油層供液能力較好，液面較淺，這種情況與試驗井注汽后情況相似，這類井的改進方案是高沖程、高沖次生產(chǎn)，沖程、沖次確定后地面調(diào)整高平衡度。（2）轉(zhuǎn)周中后期：產(chǎn)液溫度有所下降，產(chǎn)液粘度上升，油層供液能力下降，這時采用高參數(shù)會出現(xiàn)油井供液能力不足，泵效降低，產(chǎn)液量下降，這時要及時用PeOffice軟件進行優(yōu)化，把油井調(diào)至最合適的參數(shù)生產(chǎn)，最后調(diào)至高平衡。2、技術(shù)決策方面(1)加強稠油井的階段性措施優(yōu)化稠油單元措施實施前后系統(tǒng)效率對比表第三十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日

針對孤島西區(qū)躺井率高、系統(tǒng)效率低的現(xiàn)狀，建立了優(yōu)化設(shè)計示范區(qū)。分析主要原因為參數(shù)不合理和偏磨嚴(yán)重。2010年來共實施優(yōu)化設(shè)計43口，平均上提泵深60.4米，沉沒度由474.5米降低到347.1米，43口井平均單井月耗電降低654KW.h，噸液耗電量降低。(2)建立孤島西區(qū)優(yōu)化設(shè)計示范區(qū)2010年孤島西區(qū)優(yōu)化設(shè)計前后效果對比2、技術(shù)決策方面第三十三頁，共四十九頁，2022年，8月28日

泵效是提高系統(tǒng)效率節(jié)點中最重要的環(huán)節(jié)。但隨著高含水增加，產(chǎn)出液腐蝕性增強，以及出砂的影響，泵的不適應(yīng)性越來越差，主要表現(xiàn)在，泵效下降快，躺井率升高等。3、工藝配套-針對性改進抽油泵抽油機井泵效變化趨勢

抽油機井躺井變化趨勢和2008年相比泵效降低了2.2％，躺井率增加了1.57％。第三十四頁，共四十九頁，2022年，8月28日

據(jù)2010年初對806口井的統(tǒng)計，共檢泵1216井次，平均年檢泵頻次1.51次，其中2次以上的井占59.5％，3次以上占6.8％，4次占到1.4％。2009年抽油機井檢泵井次統(tǒng)計表3、工藝配套-針對性改進抽油泵第三十五頁，共四十九頁，2022年，8月28日

從躺井原因分類可知，泵的因素引起躺井占47％，是主要原因，平均泵的高效期為284天，檢泵周期為380天。2009年度抽油機井檢泵作業(yè)原因分類統(tǒng)計3、工藝配套-針對性改進抽油泵第三十六頁，共四十九頁，2022年，8月28日

從抽油泵失效形式上看，固定閥腐蝕刺漏占到61.4％；柱塞磨損、腐蝕、游動閥罩?jǐn)?、上下壓帽斷脫等原因占?1.4％。泵筒腐蝕有筒和裂縫共有19井次，占到4.3％；游動閥漏失13井次，占2.9％；2009年度抽油機井抽油泵失效形式分類統(tǒng)計3、工藝配套-針對性改進抽油泵第三十七頁，共四十九頁，2022年，8月28日

（1）針對螺紋脫落現(xiàn)象所采取的措施

螺紋尺寸加長

改用高強度不可拆卸膠

更換帶錐角的全絲螺釘

（2）針對上部開式閥罩?jǐn)嗔熏F(xiàn)象所采取的措施

45#鋼改用35CrMo鋼

縮短閥球沖程與閥罩間的間隙

（3）針對氣蝕現(xiàn)象所采取的措施

減小下游動接頭、固定閥座接頭內(nèi)孔尺寸改進內(nèi)容改進前后抽油泵壓冒3、工藝配套-針對性改進抽油泵第三十八頁，共四十九頁，2022年，8月28日

截止到2010年11月共應(yīng)用改進泵851臺，實施后躺井64井次。

躺井原因?qū)Ρ缺響?yīng)用效果

改進后，抽油泵造成的躺井占躺井?dāng)?shù)的31.3%，比改進前下降了6.3％。3、工藝配套-針對性改進抽油泵第三十九頁，共四十九頁，2022年，8月28日

從抽油泵失效形式看：抽油泵改進后固定凡爾漏降低了5.8%，上壓帽斷脫降低了11.7%，下壓帽斷脫下降了2.5%。抽油泵失效形式3、工藝配套-針對性改進抽油泵第四十頁，共四十九頁，2022年，8月28日

通過對90口改進泵實施前后同期泵效對比：初期泵效明顯優(yōu)于改進前，但到第5個月后泵效下降速度比實施前較快3、工藝配套-針對性改進抽油泵第四十一頁，共四十九頁，2022年，8月28日匯報提綱一、前言二、分開發(fā)單元系統(tǒng)效率分析三、2010年提高系統(tǒng)效率基本做法四、2011年提高系統(tǒng)效率方法探索第四十二頁，共四十九頁，2022年，8月28日四、2011年提高系統(tǒng)效率方法探索建立抽油機井系統(tǒng)效率優(yōu)化運行系統(tǒng)建立螺桿泵井系統(tǒng)效率優(yōu)化系統(tǒng)建立稠油單元優(yōu)化設(shè)計示范工程建立泵效－免修期預(yù)警系統(tǒng)四