【大庆油田机采节能纪实】
到2007年年底,大庆油田的油井已达到了4万多口,它们在开采大量地下能源的同时,也要消耗大量的能源。据统计,大庆油田机采举升耗电约占油田生产总耗电的三分之一左右。
随着持续稳产目标的提出,油田开发力度不断加大,预计到2010年,全油田油井总数将达到6万多口,与2007年相比,油井总数增加约三分之一,能耗总量控制难度进一步加大。
在这种情况下,机采节能的空间还有多大,还有多少潜力可挖呢?事实证明潜力就在压力中。
耗能点也是节能点
不言而喻,随着今后新井的陆续投产,机采节能的压力越来越大,由于新投井以外围低产低渗油田和老区加密调整井为主,单井产量低,吨液单耗和吨油单耗控制更大。
但,潜力也在压力之中。
全油田4万多口采油井,就是4万多个耗能点,而每一个耗能点,又可以分成若干个耗能节点,机采节能工作就是围绕这几十万个耗能节点展开。耗能点也是节能点,聚沙成塔,集腋成裘,是机采节能的潜力所在。
多年来,采油工程系统本着“控制新井能耗上升幅度,降低老井电能消耗”的原则,一直把机采节能作为重点工作来抓,努力遏制机采能耗上升的势头。并编制了“十一五”机采节能规划,这是股份公司第一个关于机采节能的中长期规划。
从机械采油结构发生的重大变化,就可以看出大庆油田在节能新工艺技术推广应用和老旧设备技术改造所做出的积极努力。就拿举升方式来说吧,到2007年,抽油机井比例已降至82.2%,而螺杆泵井比例已增加到8.0%。
在油田转抽初期,采用的抽油机都是能耗高的常规机型,经过20多年的运行,运行效率就更低。为从根本上改变这一状况,大庆油田逐年增加节能抽油机、节能电机的应用比例。在应用上,以产能新井为主,只增加了少量的投资,却有效地控制了新井能耗的增长幅度。
由于更换节能抽油机投入大,受成本制约,不能大规模实施。为此,采油工程系统广大技术人员千方百计想办法、找对策,力争让有限的投入化为更大的效益。比如,在抽油机尾部加上悬锤配重,就可以把一台常规抽油机改造成下偏杠铃节能机,投入只有两万多元,节电率却能达到15%以上。
目前,抽油机井电机“大马拉小车”(功率偏大)也是“电老虎”,仅这一项就会多耗电10%左右。每年更换节能电机远远不能满足需要,而更换下来的常规电机会闲置,采油六厂首先试行了电机逐级匹配的“一换三”更换方法,用小功率节能电机对装机功率偏大井进行更换,再用更换下来的电机去更换装机功率更大的电机,争取用一台电机的投入解决3口井的问题,这一做法已在油田推广。
此外,采油工程系统的技术人员还进行了倍程柔式抽油机、复式永磁抽油机等新型抽油机的研制和试验工作,为解决抽汲设备的高能耗问题,做出了不懈的努力,这些技术成熟配套并大规模推广应用后,将有效解决传统抽油机能耗较高的问题。
据了解,“十一五”以来,油田公司从优选举升方式、优化生产参数、优选节能设备入手,加大节能措施的应用力度,强化生产管理,形成了规模效益,与“十五”末相比,在油井总数增加26.4%、产液量增加10.9%的前提下,3年机采总耗电仅增长了1.1%。
螺杆泵渐成大气候
与传统的抽油机相比,螺杆泵显得小巧玲珑,无论是在老区还是在外围,无论是在繁华都市还是在茫茫草原,都有螺杆泵的小巧身影,小小螺杆泵已渐成大气候。
早在1986年,大庆油田就下井应用了第一台螺杆泵,一直处于小规模试验阶段。
随着油田开发的深入,螺杆泵所具有的投资少、耗能低、适应介质强、占地面积小、噪音污染低等优势日益体现。大庆油田相继开辟了两块较大规模的试验区,针对各项技术难点展开攻关,螺杆泵技术得到迅速发展完善,形成了井下泵、专用杆、地面驱动和工况监测诊断4项核心技术,完善了系列配套技术。
2003年,小排量螺杆泵进入工业化推广。根据现场测试统计,举升同等的液量,螺杆泵耗电要比抽油机低三分之一左右。也就是说,在完成同样产量的情况下,相当于每年减少了1400多口抽油机井的耗电。
目前,全油田的螺杆泵井数已由2000年的165口增加到4500多口。
随着螺杆泵技术的提高和适应范围的扩大,螺杆泵又向电泵的传统领地挺进。电泵的最大优势就是举升能力大、产量高,但同时又是个“电老虎”,一口电泵井的平均耗电相当于4至5口抽油机井。油田公司正加大电泵井转螺杆泵井的力度,有关部门结合电泵机组损坏,选择适应井转成螺杆泵井,逐步将电泵井数量降低10%。
2008年,为进一步发挥螺杆泵的节能优势,油田公司又提出了在“十一五”后几年,螺杆泵每年应用规模增加1000口以上的工作目标。螺杆泵的应用前景将更加广阔,将为减少机采能耗、降低油田运行成本作出更大的贡献。
精雕细刻挖出潜力
在每年机采节约的电量中,有60%以上是靠精细管理取得的。这种节能效果的获得,只需很少的资金投入,甚至不需要资金投入,但在管理上要付出几倍的努力。
每年油田各类油井故障检泵、措施施工和新井投产工作量有近两万井次,每次下泵都要有施工设计。但在早期的施工设计理念,着重考虑的是满足产量需要、保证安全性能、延长运行周期,对能耗考虑不多。
其实施工设计大有节能文章可做,科学合理的设计不仅可以满足产量要求,保证安全生产,还可以改善油井运行时的受力状况,降低电能消耗。为挖掘这部分节能潜力,油田公司先后购置了两套节能优化设计软件,广大技术人员不断优化设计,各单位根据本区块的特点,进行大面积推广应用,仅此一项,年节电就可达到1000万千瓦时。
为充分挖掘管理节能的潜力,油田各单位不断细化日常生产管理,使原来忽视的环节得到重视,使原来重视的环节得到加强。
比如,对抽油机井的平衡工作,原来的管理只是考虑设备平稳运行,达到管理规定的标准就行了,但即便在规定的合理平衡范围内,平衡率高一点低一点每天耗电量的差别也很大。
采油二厂第四作业区七区一队根据不同机型、不同产液级别选取6口抽油机,安装了可拆式电度表,统计试验数据,摸索最佳平衡率调整范围,得出平衡比范围在88%至93%区间耗电量少的认识。通过对抽油机井进行调整平衡,平均每口井每天可节电10至20千瓦时。
抽油机电机皮带每天都在转,它的松紧度跟耗电也有很大关系。皮带过紧,摩擦力大,耗电量也大,而且易断;过松,令电机“丢转”,耗电量也大。七区一队从全队抽油机井中选出5口井,进行了精细调整皮带松紧度现场试验,摸索出4种不同规格型号皮带的调整松紧度量化方法。通过调整皮带松紧度,一年节电8487千瓦时。
针对机采井数逐年增多,能耗不断上升的形势,采油三厂深入分析机采井节能潜力,以优化机采井设计为主线,加强抽油机平衡率、间抽、盘根松紧适度、合理套压、调参等日常节能工作管理,实现年节电383万千瓦时。
为充分挖掘管理上的节能潜力,油田公司有关部门把抽油机耗能环节分解成节点,一个节点一个节点地深入研究,分析节能潜力,制定操作规范,目前这项工作已初步取得进展,对于提高机采管理水平,进一步降低机采能耗起到更大的作用。