合理优化调整油井沉没度提高有杆泵泵效对策

孙永伟+李悦

摘 要：沉没度是指深井泵在动液面下的深度，也就是动液面至泵吸入口处的液柱高度。它是将油层流体输送到泵筒内的能量，它的高低直接对深井泵的工作状况产生影响。沉没度过高，虽然泵的充满系数较大，但是由于抽油杆弹性伸缩加大，泵效提高幅度小且有降低的可能；沉没度过小，由于泵进口气体分离较多，泵的充满系数较小，同样会影响泵效，但是沉没度在一定合理范围内时，泵吸入口压力大，驴头载荷减小，泵漏失程度减少，有利于泵效的提高。因此合理优化调整油井沉没度对提高有杆泵泵效，改善油井工况显得尤为重要。

关键词：油井；有杆泵；工况；最佳沉没度；泵挂深度

本文通过对影响油井沉没度的各种因素及沉没度与有杆泵工作状况之间的关系的分析，确定机采油井合理沉没度的范围。结合油田生产实际，对影响油井沉没度进行分因素治理，通过地面参数优化，泵径、泵挂深度优化，注采井组动态调配等治理措施，精细调整油井最佳沉没度，进一步提高有杆泵工况管理水平。

1 沉没度对泵效的影响

考虑含气液体的体积收缩、漏失、油井工作制度及油层性质等方面的影响，对油井的泵效进行了理论计算。结果表明，实际泵效明显低于理论值，其主要原因是沉没度、工作参数及漏失的影响。

1.1沉没度过低的影响沉没度过小，会降低泵的充满系数，深井泵工作状况表现为：上冲程液体未能将工作筒充满，下冲程开始，悬点载荷不能立即减小，只有活塞下碰到液面时开始减载，减载线和理论示功图的减载线基本平行。当S，n大，活塞下下行速度快，碰到液面时会发生振动，产生较大的冲击载荷，使减载线变陡。

1.2沉没度过高的影响沉没度越高，油井的流压越大，当超过了合理界限后，相对一些薄差油层由于渗透率低或者地层压力低，压制该层不出液，使该井的产液层层间矛盾突出。而且，当沉没度超过合理的沉没度后，油井的产量不再增加，系统效率下降。

2合理沉没度的确定

为确定抽油机井合理沉没度范围，以52口井统计数据为例，根据统计数据分析，发现在相同的沉没度下，泵效随含水的变化而变化，因此，根据油井产出液含水的不同进行分类，分别对含水大于80%的井和小于80%的井进行统计，在不考虑漏失的情况下，这些井表现出泵效与供液能力不相匹配的特征，优化油井沉没度、改善油井生产工况亟待解决。

（1）影响泵效的因素

深井泵泵效（η）定义为油井实际产量与抽油泵的理论排量之比，用公式表示为：

通过对深井泵工作状态和工作原理的理论分析，影响深井泵泵效的因素可以归纳为四个方面：一是抽油杆和油管在抽油机上下冲程过程中，油管和抽油杆受交变载荷产生弹性伸缩，导致泵效下降；二是受气体或供液不足影响，充满系数降低导致泵效下降；三是由于深井泵漏失，泵充满系数下降，导致泵效下降；四是尽管泵充满系数虽然很高，由于油管漏失，导致地面产量下降，使泵效降低。以上四个方面的影响都与深井泵沉没度有一定关系，合理的沉没度对以上原因产生的泵效下降有一定的改善作用。

（2）不同含水级别油井沉没度与泵效关系

按照不同含水级别将抽油机井沉没度和泵效的关系开展数学统计，并进行了回归拟和分析，以便寻找一定的规律。图1是抽油机井不同含水级别下泵效与沉没度之间的关系曲线及其拟合公式。

图1不同含水级别沉没度与泵效关系趋势曲线

从图1可以看出，油井沉没度与泵效存在以下普遍规律：（1）沉没度相同的情况下，随着油井含水的上升泵效逐渐增加；（2）对于任何含水级别的油井，随着沉没度的增加泵效提高幅度逐渐减小；（3）最小沉没度应为100m，对于含水≥80%的油井，合理沉没度应在200～350m之间；含水<80%的油井，合理沉没度应在300～450m之间。

3 现场实施情况

例1：**井，含水88.8%，工作制度￠70×3×4，动液面256米，泵深810米，沉没度554米。2017年2月对该井实施上提泵挂至600米，沉没度减小至345米。实施后该井液量基本保持不变。该井泵效随沉没度的增大而提高，当沉没度增加到345米时，泵效达到最大，沉没度继续增大时，泵效保持不变。因此，需要根据分析确定的合理沉没度范围，按照“长冲程、慢冲次，先地面、后地下”的原则逐口井精细开展沉没度优化治理。

4 结 论

理论上计算合理的沉没度和下泵深度的过程非常繁琐、复杂，而且有些参数无法计算或者计算误差较大。按照统计分析确定的油井合理沉没度对单井实施沉没度优化是切实可行的。通过开展精细沉没度优化工作取得的良好效果得出以下结论与认识：

（1）为提高泵效，应加强抽油机井日常生产管理，对于因供液不足造成沉没度低的井应优选油井间开、地面参数调整等沉没度优化方式，尽量不采取加深泵挂的措施。

（2）优化合理沉没度最大的潜力点是通过完善注采动态井网，改善油水井供排关系，应将工作重点转移到水井综合治理方面。

（3）在确保产液、产油稳定的同时保持合理的沉没度，可以提高单井的泵效，降低单井日耗电量，减少生产成本投人。

（4）优化合理沉没度是一项长期、动态的工作，应将这项工作全面貫彻到日常注采管理中去，提高全员对这项工作的重视程度。

参考文献：

1 王鸿勋，张琪.采油工艺原理[M].北京：石油工业出版社.1989.

2 袁恩熙.工程流体力学[M].北京：石油工业出版社，1986.