高含水期油井泵效制约因素与提液增效对策

邱艳+张乐+杨青+王龙

摘 要：泵效是衡量抽油机井管理水平的重要指标，有杆泵抽油系统在国内外油田的应用最为广泛，但其泵效一般较低，偏磨程度、抽汲参数是否匹配、抽油泵沉没压力、举升深度是否合理对泵效的影响相对较大。

关键词：泵效；抽油机井；有杆泵；管理水平

随着油田逐渐进入开发后期，由于地层能量的不足，油田开发逐渐转入人工举升阶段。随着近年来机械采油设备制造技术的迅猛发展举升方式的种类日益增多，设备的适应性也越来越强。其中：油井泵效是衡量抽油机井管理水平的重要指标，有杆泵抽油系统在国内外油田的应用最为广泛，但其泵效一般较低，偏磨程度、抽汲参数是否匹配、抽油泵沉没压力、举升深度是否合理对泵效的影响相对较大。近年来随着地层压力的不断下降，油田动液面逐渐降低，泵挂深度小于1000m 的常规性的抽油机工艺技术，已不能满足生产的要求。用加深泵挂、合理增大生产压差的方法来提高单井产量是行之有效的方法。虽然泵挂加深后，使泵的沉没度加大，可以提高泵的充满系数，对增产有利。但综合来看，泵挂加深后带来的不利因素还是较多的。例如：管杆柱增长，使抽油机的悬点载荷增加，机器不堪重负；管杆柱增长，会使泵的冲程损失增加；管杆柱增长，液柱压力加大，也会使柱塞与泵筒间隙处的漏失量加剧。上述因素都会使泵效降低，对增产不利。

1 沉没度对有杆泵举升井泵效影响研究

沉没压力的大小不仅影响着抽油泵的效率，而且还影响着油井产量与整个机采泵效，如何确定合理的沉没压力对提高抽油泵效来说是至关重要的，但是由于沉没压力与泵效、产量及泵效之间关系的复杂性，使得沉没压力的确定变得十分困难。抽油机泵效随抽油泵的有效扬程的增加而增加，对于泵挂深度一定的油井，若沉没度大，产量增加，抽油泵有效扬程降低；沉没度小，有效扬程虽然增大，但泵效降低，产量下降。因此，要想提高泵效，在满足泵沉没度压力的条件下，尽量提高泵的有效扬程，即降低液面。这个结果告诉我们，选择合适的沉没度非常重要。合理沉没度要根据各区块的含水、气液比、泵充满系数等因素通过研究或结合生产经验来确定。 就油田而言，根据近几年来的现场经验和软件分析，在不明确合理沉没度的情况下，对于大部分注水见效井，沉没度在 400～500m 就比较合适。对于高气液比井沉没度选 700～800m 比较合适。在合理沉没度下，抽油泵的举升效率较高，否则泵的举升效率降低。

2 举升深度对抽油机井泵效影响研究

举升深度对不同泵径的影响可通过软件计算如下： 从图中曲线为下入深度对φ38mm泵泵效的影响）可以看出，对于φ38mm的泵，随着举升深度的增加，泵效增大，泵效与举升深度呈线性关系；从图中第三条曲线为下入深度对φ57mm泵泵效的影响）可以看出，对于φ57mm的泵，在举升深度小于2000m时，泵效随着举升深度增加而非线性关系增大，但在举升深度大于2000m时，随着举升深度的增加，泵效却呈现下降趋势。

图1 下入深度对φ38mm泵泵效的影响

图2 下入深度对φ57mm泵泵效的影响

3加深泵挂、提高泵效、延长检泵周期对策

针对深抽井如何加深泵挂、提高泵效、延长检泵周期等一系列问题。采用高强度抽油杆，成功地将泵下到2500m，并且研制出了适合油田深抽生产的双泵筒深抽泵。双泵筒深抽型抽油泵就是在常规泵的工作泵筒上、下接箍之间加载一个外泵筒，而工作泵筒仅靠底部固定于外泵筒内，这样就避免了工作泵筒因受外力而发生的缩径或弯曲变形，从而实现深抽效应。

（1）超高强度抽油杆。随着油田后期开发，由于油田断块的复杂性，受注水状况影响地层能量两极分化严重，目前油田应用抽油杆多为 D 级杆，受杆强度限度，对高液面和低液面井进行有效提液强度有限。引进了 HY 超高强度抽油杆，并在偏磨严重井防偏、大泵强采、深抽提液方面应用获得成功。 HY 超高强度抽油杆与一般 D 级杆相比较具有更高的抗拉强度（980～1200Mpa）和更高的表面硬度（HRC42-58），强度比同规格的 D 级杆提高 25～30%。同时具有弹性好、抗弯、耐磨等优点，通过应力计算相同杆级组合同泵径泵挂下入深度大大增加，小规格的超高强度抽油杆可以代替大规格的 D 级杆使用，可以较好满足大泵强采、深抽提液需求。 应用全部为 7/8″+3/4″两级杆组合，平均单井日增液 8.9t/d，日增油 0.7t/d，平均泵效提高 17.4%，平均载荷下降 11.4/11.1KN，平均电流下降 9A。（2））双泵筒深抽泵。①双泵筒深抽型抽油泵主要由工作泵筒、外泵筒、导引接箍、上下接箍总成、柱塞总成、固定凡尔总成等组成，该系列泵最大外径为φ89mm。②工作原理。雙泵筒深抽型抽油泵抽汲原理和常规泵抽汲原理相同。 当柱塞在拉杆作用下下行至泵筒口部时，应放慢下行速度，使柱塞下部凡尔总成顺利通过泵筒上部接箍、导引接箍至工作泵筒内。 a、下冲程：当柱塞在拉杆作用下继续下行时，泵下端的固定凡尔阀副关闭，柱塞的游动凡尔阀副开启，油液顺柱塞内腔上行至泵筒腔内。 b、上冲程：当柱塞在拉杆作用力下上行时，泵下端的固定凡尔阀副开启，柱塞的上、下游动凡尔阀副关闭，油液在柱塞抽吸力作用下，从固定凡尔进入到泵筒内。 c、出油过程：进到泵筒内的油液，在柱塞下行时通过柱塞内腔到达泵筒上腔，柱塞上行时带动油液上行直至油管内，整个抽汲过程完成。

4 结束语

随着抽油机井井数增加，以及提高抽油机效率，依靠优化工艺配套来稳产就显得尤为重要，对已经实施转抽油机采油的井位和油田原有抽油机井的配套工艺进行分析，然后针对不同的井分类研究提液最佳配套工艺组合。

参考文献：

[1] 国内油田抽油泵应用工况及失效形式综述[J]. 闫学峰，檀朝东，周晓东. 中国石油和化工. 2008（18）

[2] 保证抽油泵高效工作的对策及技术研究[J]. 何忠强，杨雪. 中国石油和化工标准与质量. 2013（02）