化清调参对泵况动态平衡的影响
2013-01-25韩艳苹大庆油田有限责任公司第七采油厂
韩艳苹(大庆油田有限责任公司第七采油厂)
在抽油机井的生产管理中,有时会遇到这样的问题,即抽油机井参数调大或化清后,泵况却出现问题。通常将其视为偶然现象,但随着这类问题的增多,迫使我们对该现象进行深入的探讨。抽油机井投产后,除钻井、固井等数据外,井下工具、生产参数等都是动态可变的。其中包括抽油泵的选择,杆管匹配以及工作制度等。一口泵况正常的生产井,其杆管泵的配置在相当长的一段时间内是固定的,而地面参数、负荷状况、偏磨和结蜡状况是动态的。实际生产中,由于这些数据的动态变化,杆管的受力状况也变得极其复杂。但投产并稳定生产一段时间以后,油井配制设施会自动适应该井的产能状况、地面参数以及含蜡情况,进入一个泵况良好生产的稳定状态。但这种状态并非一成不变的,随着开采时间延长,生产环境的变化而改变,即我们所说的泵况动态平衡。
1 泵况平衡的基本性质和影响因素
当抽油机井进入平衡状态后,一般能够保持相对较长时间的稳定期,这期间抽油机井泵况良好,生产状态稳定。但抽油机井的地下状况的变化决定了这种平衡是暂时的,因内在变化而产生外在人为因素干涉时,导致这种平衡被破坏,或者在新的条件下形成新的平衡,或者平衡彻底破坏泵况变差。根据现场落实和资料对比,我们总结影响和改变平衡的原因主要有以下几方面。
1.1 结蜡的影响
随着油田开发技术的成熟,抽油机井结蜡问题已经不再是油田管理中突出的问题,但结蜡现象仍然不可避免,并且对抽油机井的影响还是很大的。油井一旦结蜡将会造成管杆负荷增大,漏失以及偏磨加剧等问题,进而造成泵况平衡状态被打破。如果漏失轻微油井将在新的非正常生产状态下形成新的平衡;如果化清或加药不够及时,抽油机井会随着负荷增大,出现杆不下或杆管偏磨造成断脱等问题,平衡彻底破坏,最终导致检泵作业。
1.2 地面参数变化的影响
地面参数的调整后,杆管的习惯性往复位置,受力状态以及偏磨的位置和程度都发生较大变化。大多数情况下,当油井的产量和液面都较高时,我们多数都会以调大参为数主。这样虽然会提高油井的产量,但同时也使得管杆的受力程度加剧和载荷交变频繁。
下冲程抽油杆柱惯性载荷的公式「1」:
式中:
Pid——抽油杆下冲程的惯性载荷,N;
Wr——抽油杆在空气中的重力,N;
n——冲速,min-1;
r——曲柄半径,m;
l——连杆长度,m;
S——冲程长度,m。
由上式可知:抽油杆柱下行阻力与冲速的平方成正比,当冲速较大时,所受的载荷相应就大。另外,在冲速较快的情形下,随着杆柱的轴向伸缩与径向摆动的不断加剧,抽油杆接箍与油管之间的磨擦加剧。这样的变化对平衡体系带来很多不利的影响,其结果与结蜡相似,或形成新的平衡,或在短期内使泵况变差,最终导致检泵作业。当然,对于某些特殊井和新井来说,调参工作是必要的。
1.3 化清的影响
化清是抽油机井清防蜡的有效手段,是一项必要的基础管理工作,可以减轻或避免结蜡对平衡体系的影响。但实际生产中我们发现,化清的影响结果并非全都是有利的。当高温洗井液体进入井筒后,井筒内温度随之发生复杂的变化,因液流通道和各部位结蜡程度不同,杆管各部位受热是不均匀的,杆管丝扣有可能在不规则的热胀冷缩状态下发生一定的松动,严重时甚至造成脱扣。因此说化清在清蜡维护平衡的同时,也将对泵况平衡造成较大的破坏。
2 泵况平衡理念对抽油机井管理的建议
维持抽油机井的泵况平衡状态也是保持泵况良好的稳定生产状态,结合我们目前的管理状态,有必要考虑对某些方式方法进行一定的转变。
2.1 合理配置抽油机井地面参数
由于第四油矿地处外围油田,地层条件差、油层发育小、连通状况差(多数油井为单层单方向连通),导致油井产液能力低,故合理搭配地面参数,施行“小泵径,长冲程,慢冲速”的标准,可有效延长泵的使用寿命,同时可以达到节能降耗的目的。
2.2 合理延长化清周期
从泵况平衡的角度看,抽油机井结蜡会破坏平衡,洗井在清蜡恢复平衡时也会带来新的破坏作用。要找到某个切入点,即结蜡对平衡影响达到一定程度时采取洗井,合理延长热洗周期,减少负面作用。
延长热洗周期是机采管理一直探讨的问题,现场中也获取了很多有效的理论和方法,以往延长周期的目的主要是从经济效益的角度出发,而泵况平衡的理念认为延长周期也是维护油井正常生产的一种有效手段,减少化清也就一定程度上减少管杆松动脱扣的概率。
3 结论
1)抽油机井结蜡以及不恰当的热洗调参都会对泵况平衡产生一定的破坏作用,一定程度上能够造成泵况变差。
2)抽油机热洗在清蜡的同时也对管杆体系造成损伤和破坏平衡,合理减少化清有利于保持泵况平衡。
[1]邹艳霞.采油工艺技术[M].北京:石油工业出版社,2009:105-108.