1、史南油田機(jī)采系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造可行性研究報(bào)告東營(yíng)華威石油工程技術(shù)有限責(zé)任公司2007 年 02 月目錄一、方案概況1、編制依據(jù)2、編制的目的3、編制原則4、設(shè)計(jì)指標(biāo)及范圍5 遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)二、區(qū)塊油藏特征與開發(fā)現(xiàn)狀三、區(qū)塊油井系統(tǒng)配置與工況描述四、區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率狀況分析暨技改的可行性評(píng)價(jià)五、提高機(jī)采系統(tǒng)效率的技術(shù)路線和方法六、提高系統(tǒng)效率措施及投資安排七、技術(shù)指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)史南油田機(jī)采系統(tǒng)提高系統(tǒng)效率技改方案一、方案概況1 、方案編制依據(jù)現(xiàn)河采油廠史南油田2004 年 9 月 xxxxx塊機(jī)采系統(tǒng)設(shè)備現(xiàn)狀調(diào)查和單井機(jī)采效率測(cè)試與節(jié)點(diǎn)效率分析以及油井工況分析（詳見附表）。2 、方案編制的目

2、的史南油田是典型的薄層低滲透油田，注采管理難度大、產(chǎn)能低、噸油成本高、開采效益相對(duì)較低是目前低滲透油田開采的普遍特征。提高油井系統(tǒng)效率、延長(zhǎng)油井免修期，最大程度地降低單位原油生產(chǎn)成本是史南油田良性開發(fā)、提高效率的必由之路。結(jié)合區(qū)塊開發(fā)特征及中長(zhǎng)期開發(fā)規(guī)劃，充分考慮影響機(jī)采系統(tǒng)效率的各個(gè)因素及節(jié)點(diǎn)效率，利用技術(shù)適應(yīng)性強(qiáng)且成熟、先進(jìn)、實(shí)用的節(jié)能技術(shù)和抽油設(shè)備，在滿足產(chǎn)量要求（產(chǎn)量基本不變）的條件下，力求大幅度地提高系統(tǒng)效率，降低單位能耗，達(dá)到降本增效、提高區(qū)塊開發(fā)效益的目的。3 、方案編制的原則3.1科學(xué)化、系統(tǒng)化原則方案從基礎(chǔ)指標(biāo)分析入手，影響因素分析、技術(shù)路線、技術(shù)應(yīng)用、效益評(píng)價(jià)環(huán)環(huán)相扣；加之

3、采用節(jié)點(diǎn)分析的方法，不同的井況采取不同的技改措施，使提高系統(tǒng)效率技改方案具有顯著的科學(xué)性與系統(tǒng)性。3.2投資效益最大化原則技改方案不但注重系統(tǒng)效率提高、噸液節(jié)電率等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，更追求最終投資效益。配套硬件的技術(shù)適應(yīng)性與環(huán)境適應(yīng)性充分依據(jù)采油工藝原理，并充分考慮采油現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，技術(shù)設(shè)備不但節(jié)能效果好，而且耐用性強(qiáng)，確保投資效益的最大化。3.3 務(wù)實(shí)性原則與操作便捷性原則本著具體問(wèn)題具體分析或節(jié)點(diǎn)分析的原則，對(duì)技改對(duì)象分類管理、區(qū)別對(duì)待，依據(jù)技改對(duì)象的系統(tǒng)配置的合理程度采取不同的技術(shù)路線與技改措施。提高系統(tǒng)效率集成技術(shù)還具有操作便捷的顯著特點(diǎn)，保證了方案的可執(zhí)行性。4 、設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及范圍4.

4、1 設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)從史南油田機(jī)采系統(tǒng)效率現(xiàn)狀分析，技改前平均機(jī)采系統(tǒng)效率20.64%，依據(jù)油田開采特征及系統(tǒng)技改后的系統(tǒng)配置水平，預(yù)測(cè)技改后在油井產(chǎn)能基本不變的條件下，系統(tǒng)效率可達(dá)到28%以上，達(dá)到該類開采特征油田系統(tǒng)效率的較高水平，平均有功功率由10.23kw降到 7.2kw，噸液節(jié)電率達(dá)到21.0%以上，年節(jié)約電費(fèi)1280000 元。此外，技改后免修期可由520 天延長(zhǎng)至 635 天，達(dá)到該類開采特征油田油井免修期的較高水平，桿管年報(bào)廢率降低25%，每年可節(jié)約更換管桿費(fèi)用350000 元，節(jié)約油井維護(hù)費(fèi)用 250000 元。同時(shí)，由于作業(yè)周期的延長(zhǎng)，相應(yīng)的降低了油藏受污染的頻次，可有效的

5、降低油層改造費(fèi)用、提高采收率。上述幾項(xiàng)屬于間接效益，不列入本次技改效益預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)之內(nèi)。4.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容與范圍優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)函數(shù)是日產(chǎn)液量ql 、系統(tǒng)效率 、泵效 _pump、噸液耗電 qe；設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是建立抽油單元科學(xué)合理的供排體系、電動(dòng)機(jī)配置等。5、遵循的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)（1）油田機(jī)械采油系統(tǒng)效率測(cè)試和計(jì)算方法sy/t5266-1997。（2）油田企業(yè)節(jié)能檢測(cè)綜合評(píng)價(jià)方法sy/t6275-1997（3）油田企業(yè)節(jié)能產(chǎn)品節(jié)能效果測(cè)定sy/t6422-1999。二、區(qū)塊油藏特征與開發(fā)現(xiàn)狀1 史南油田油藏特征史南油田是典型的低滲透油田，油田主要包含史深100、史 3 塊、史 8-170 塊、河87

6、 塊等四個(gè)區(qū)塊 ，主要含油層系為砂三段， 油層埋深 27703260 米，區(qū)塊含油面積 20.7k 2，地質(zhì)儲(chǔ)量 1938104t，標(biāo)定采收率 21.2%，可采儲(chǔ)量 368104t。史南油田層多、層薄、滲透率低、產(chǎn)液指數(shù)小、單井產(chǎn)能低，是典型的低滲透油藏。（1）儲(chǔ)層特征該地區(qū)儲(chǔ)層埋藏較深 (31003400m)，儲(chǔ)層具有微孔隙、微裂縫雙重孔隙介質(zhì)特征，平均孔隙度為 18.5%，平均滲透率為 13.310-3m2，單砂體內(nèi)部的物性變化受沉積微相控制，核部砂體孔滲性最好，中部次之，邊部砂體較薄，孔滲性最差。（ 2）流體性質(zhì)史深 100 地區(qū)沙三中油藏屬于自生、自儲(chǔ)式油藏，形成了低密度、低粘度的優(yōu)質(zhì)

7、原油。地面原油密度為0.8543 0.9059g/cm3，粘度為 7.9282m.pa.s，地下原油密度為0.7458 0.8059g/cm3，粘度為 0.53.26 ，原始?xì)庥捅?36.63 84.7m3/t。地層水礦化度較高為111562186294mg/l，水型為 cacl2 型。2、史南油田油藏開采簡(jiǎn)歷及開發(fā)現(xiàn)狀（1）開發(fā)簡(jiǎn)歷史南油田自 84 年試采到目前，大致經(jīng)歷了以下三個(gè)開采階段：第一階段，試采及產(chǎn)能建設(shè)階段（84-93 年）該階段主要進(jìn)行油井試采，方案規(guī)劃及產(chǎn)能建設(shè)，注采配套完善，并在各項(xiàng)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)區(qū)塊生產(chǎn)方式進(jìn)行試驗(yàn)優(yōu)選。 到 91 年底，主體完成產(chǎn)能建設(shè)，采用 320m

8、*320m五點(diǎn)法面積注水井網(wǎng)，采取水力泵深抽，優(yōu)選本區(qū)館陶組淺層水作注入劑進(jìn)行全面注水開發(fā)。此時(shí)該塊建成年產(chǎn)15 104t 的生產(chǎn)能力。 1992-1993 年，進(jìn)一步深化油藏基礎(chǔ)研究工作，先后在油藏東部和西部進(jìn)行擴(kuò)邊完善，鉆新井24 口，完善注采配套工程，使該塊產(chǎn)能增加到 23*104t 。第二階段，含水上升，產(chǎn)量遞減階段（94-99 年）該階段由于油田多層合采合注，層間物性差異大的矛盾日益突出，水井吸水不均衡，部分油井單層突進(jìn)，使油井含水由 94 年的 7.4迅速上升到 99 年的 56.5，油田進(jìn)入遞減階段。階段末開油井 65 口，日產(chǎn)液 896t/d，日油 389t/d，含水 59.5

9、%，年產(chǎn)油 9.14 104t；開水井 34 口，日注 1340m3/d，年注采比 1.26，階段采出程度 5.4%，平均年采油速度 0.9%。第三階段，完善注采，穩(wěn)定生產(chǎn)階段（2000-目前）針對(duì)產(chǎn)量下降、含水迅速上升的不利形勢(shì)，2000 年以來(lái)，通過(guò)強(qiáng)化油藏研究工作，針對(duì)油田開發(fā)動(dòng)態(tài)中出現(xiàn)的矛盾，精細(xì)油藏描述，采取油水井對(duì)應(yīng)補(bǔ)孔、完善注采，在邊部?jī)?chǔ)量動(dòng)用程度較低的區(qū)域鉆完善井22 口等措施，有效的控制了含水上升，含水維持在 50 56之間，年產(chǎn)油量穩(wěn)中有增，由99 年的 9.1104t 持續(xù)上升至 2003 年的14.2 104t。（2）開發(fā)現(xiàn)狀截止到 2004 年 8 月底，史南油田開油

10、井 131 口，日產(chǎn)水平 1356/509/62.4% ，平均單井產(chǎn)液水平 10.5 噸，平均動(dòng)液面 1560.1 米，采油速度 1.01 ，采出程度 16.96 ，月注采比 1.35 ，累計(jì)注采比 1.28 ，自然遞減 2.83 ，綜合遞減 -6.25 。三、區(qū)塊油井系統(tǒng)配置與工況描述史南油田舉升方式為抽油機(jī)有桿泵生產(chǎn)，抽油機(jī)以12型普通游梁式抽油機(jī)為主，其中 12型普通游梁式抽油機(jī) 51口，占裝機(jī)總數(shù)的 50.49%，配套電動(dòng)機(jī)容量 55kw，平均負(fù)載率 26.8%，平均載荷利用率 61.2 %，平均扭矩利用率 50.2%，平均沖程利用率 78.4%，平均沖次 4.5； 10型普通游梁式抽

11、油機(jī) 31口，占裝機(jī)總數(shù)的 30.69%，配套電動(dòng)機(jī) 37kw，平均負(fù)載率 43.6%，平均載荷利用率 72.6%，平均扭矩利用率 68.2%，平均沖程利用率 80%，平均沖次 5.0；高原皮帶機(jī) rotaflex 700型10口，占裝機(jī)總數(shù)的 10%，配套電動(dòng)機(jī) 37kw，平均負(fù)載率 385%，平均載荷利用率 61.8 %，平均扭矩利用率 55.2%，平均沖程利用率 100%，平均沖次 3.0；高原皮帶機(jī) rotaflex 600型 9口，占裝機(jī)總數(shù)的 8.91%，配套電動(dòng)機(jī) 30kw，平均負(fù)載率 41.8%，平均載荷利用率 75.6%，平均扭矩利用率 61.2%，平均沖程利用率 100%，

12、平均沖次 3.0。抽油機(jī)臺(tái)數(shù) 占總裝機(jī)電動(dòng)機(jī)負(fù)載載荷利扭矩利沖程利系統(tǒng)效率機(jī)型(臺(tái))比例 (%)容量 (kw)率(%)用率 (%) 用率 (%) 用率 (%)(%)cyjy127150.55526.861.250.278.414.5cyjy103130.63743.672.668.28023.9rotaflex-70010103738.561.855.210020.1rotaflex-60098.93041.875.661.210021.2注：負(fù)載率、載荷利用率、扭矩利用率、沖程利用率均為平均值。在用深井泵泵徑為 38-57mm。其中 38mm系列泵為 10口，占總井?dāng)?shù)的 9.9%，平均泵掛深

13、度 2028.50m，平均動(dòng)液面 1815.2m，平均泵效 21.9%，平均系統(tǒng)效率 15.6%；44mm系列泵為 82口，占總井?dāng)?shù)的 81.2%，平均泵掛深度 1798.3m，平均動(dòng)液面 1555.8m，平均泵效 35.8%，平均系統(tǒng)效率 20.4%； 57（ 56）mm系列泵為 9口，占總井?dāng)?shù)的 8.9%，平均泵掛深度 1753.8m，平均動(dòng)液面 1476.6m，平均泵效 48.8%,平均系統(tǒng)效率 22.5%。泵型井?dāng)?shù)占總井?dāng)?shù)泵深動(dòng)液面泵效系統(tǒng)效率噸液耗電mm(口)比例 (%)(m)(m)(%)(%)(kw*h)38109.92028181521.915.628.94410281.2179

14、8152535.820.421.15798.91753144648.822.519.8注：系統(tǒng)效率、噸液耗電、泵效、動(dòng)液面均為平均值。該塊平均系統(tǒng)效率 20.64%，平均泵效 35.6%，平均噸液耗電 21.5kwh，平均百米噸液耗電 1.36kw*h( 平均值均為加權(quán)平均 )。效率與能耗指標(biāo)以及工況指標(biāo)在同類開采特征的油田中屬于中等偏低，同時(shí)單井系統(tǒng)效率很不均衡，該快具有一定的效率指標(biāo)提升空間以及節(jié)能降耗潛力。四、區(qū)塊機(jī)采系統(tǒng)效率狀況分析暨技改的可行性評(píng)價(jià)下面就史南油田影響機(jī)采系統(tǒng)效率的主要因素及系統(tǒng)效率狀況進(jìn)行詳細(xì)分析，以便對(duì)史南油田提效技改的可行性及技改工作方向做出科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)與判斷。

15、一）、地面設(shè)備裝機(jī)容量高，“大馬拉小車”現(xiàn)象較嚴(yán)重，地面效率相對(duì)較低史南油田油井下泵深大（平均1805m）、載荷大，由于要滿足大載荷、大啟動(dòng)扭矩、長(zhǎng)沖程的需求，在原有設(shè)備技術(shù)條件下須配備大容量抽油設(shè)備；史南油田地面抽油設(shè)備以 12 型普通游梁式抽油機(jī) +45kw 配套三相異步機(jī)為主，地面設(shè)備裝機(jī)容量大。而另一面由于油井產(chǎn)液量低，泵的實(shí)際舉升能力（ ql*hf*g/86400 ）小，因而致抽油機(jī)容量、電機(jī)容量與泵實(shí)際舉升能力嚴(yán)重不協(xié)調(diào)即“大馬拉小車”，最終導(dǎo)致載荷利用率低、扭矩利用率低、電機(jī)負(fù)載率小、功率因數(shù)低、運(yùn)行效率低。大北油田大37 塊油井平均負(fù)載率35.5%，平均功率因數(shù)0.35。電機(jī)功率臺(tái)數(shù)負(fù)載率功率因數(shù)地面效率抽油設(shè)備類型(kw)(%)(%)(%)12 型普通游梁機(jī)557126.80.25543.010 型普通游梁機(jī)273125.10.45648.8rotaflex-700皮帶機(jī)371041.90.42349.8rotaflex-600皮帶機(jī)30943.90.42850.1注：負(fù)載率、功率因數(shù)、地面效率均為平均值。二）、供排關(guān)系不協(xié)調(diào)，是制約井下效率與系統(tǒng)效率提高的先決性因素有效功率 ne 正比例于產(chǎn)液量ql 、舉升高度 hf （ql=f(hf)、ql hf), 功損正比例于抽汲能力。系統(tǒng)效率的