抽油机井系统效率与合理沉没度关系探讨

娄志东（大庆油田有限责任公司第二采油厂）

1 抽油机井系统效率计算公式

抽油机井系统效率的计算公式[1]为：

式中：

η——抽油机井系统效率，%；

H——抽油机举升高度，m；

Q——抽油机井日产液量，t；

γ——混合液体密度，kg/m3；

g——重力加速度，9.8N/kg；

h——抽油机井动液面深度，m；

po——抽油机井油压，M Pa。

pc——抽油机井套压，M Pa；

Nw——抽油机井系统的有效功率，kW ；

Pu——抽油机井总消耗功率，kW 。

2 数据统计分析

统计抽油机井不同沉没度区间生产数据（表1），绘制沉没度与系统效率关系曲线（图1）。

通过系统效率与沉没度关系曲线可以看出，随着抽油机井沉没度的逐渐升高，系统效率逐渐提高，当沉没度达到一定高度时，系统效率最高，当沉没度继续升高时，系统效率开始下降，液面升至井口沉没度最大时，根据系统效率公式计算系统效率为零。

表1 抽油机井不同沉没度分级下系统效率统计

图1 第二作业区抽油机井系统效率与沉没度关系曲线

在生产管理中，通过参数调整、注水井方案调整、机泵匹配等工作，很难将沉没度控制在最合理值，但可以将沉没度控制在系统效率较高的区间。根据上述沉没度与系统效率关系曲线可以看出，沉没度170 m至280m区间为系统效率高值区。

3 现场试验分析

对套管进行掺水，模拟各种沉没度数值，每隔15 min进行沉没度、产液量、泵效、系统效率的测量及计算，并做好相关记录（表2、表3），绘制沉没度与系统效率关系曲线（图2）。

表2 A抽油机井现场试验数据记录

表3 B抽油机井现场试验数据记录

在两口井进行了现场试验，结果表明，抽油泵泵效随着沉没度的上升逐渐升高，当沉没度上升某一高度时，抽油泵泵效进入较高区域，此时供排关系匹配合理，同时油井系统效率进入高值区，当沉没度继续升高时，泵效上升幅度减缓，系统效率逐渐降低。

图2 B井系统效率、泵效与沉没度关系曲线

4 结论

1）当井下供液能力无法满足泵的排液能力时，随着抽油机井沉没度的逐渐升高，抽油泵泵效逐渐提高，系统效率逐渐增大。

2）当井下供液能力超过泵的提液能力时，随着沉没度升高，有效功率降低，系统效率下降。

3）实际生产中可以通过套管掺水的办法计算出抽油泵的最大泵效，然后根据地层的供液能力和最大泵效来确定合理的理排，从而确定合理的运转参数，使系统效率趋于最大化。

[1]刘沪熊.提高有杆泵系统效率途径及方法[J].石油技术,1990,12(5):100-108.