基于油井沉没度合理条件下系统效率提升对策

陈洪磊

摘要：在油田开发过程中，低渗透、薄差油层的开发开采难度大。当前，油田已处于中、高含水阶段，产量递减，成本上升，经济效益变差，如何保持油田的高产、稳产，保证可持续发展是摆在我们面前的一大难题。为提高工况分析的准确性，利用泵效、排量、泵吸入口压力三项工况指标进行一次工况诊断分析，对于一次诊断难以确定工况的抽油井，利用其他各项指标进行工况分析，并且总结出各种工况下的指标界限，分析整个系统的工作状况。

关键词：油田开发;泵效;工况分析;系统效率

目前，通过同步测试资料发现，正常生产沉没度过低的抽油机井数量很多，这部分井在生产过程中具有供液能力差、产液量低、泵效低、运转负荷大、检泵周期短等许多不利因素。为了有效控制油田的生产成本，降低机采井运转负荷，延长检泵周期，提高经济效益。对抽油机井处于低沉没度工作状态下而造成的不利因素进行了分析，结合生产实际，采取相应措施，保证油井在合理沉没度区域正常生产。

根据分析结果，本着“长冲程、慢冲次、先调参、后换泵、合理控制套压”的原则，我们挑选沉没度低，冲程、冲次相对较高的油井进行措施调整，对措施后油井的产液、沉没度、泵效、耗电等参数进行分析对比。对沉没度低的抽油机井，降低其生产参数，在确保产液、产油稳定的同时，可以提高单井的泵效，降低单井日耗电量，提高系统效率，减少生产成本投入。

1、沉没度分布现状以及负面影响

某管理区正常生产井59口，其中沉没度介于0—100m之间的井数达到17口，占统计井数的

28.8%，平均泵效仅为37%。目前，调整后平均泵效达到57%。从泵效与沉没度关系曲线中可以看出，当沉没度小于100m时，泵效相对比较低。沉没度比较低所造成的负面影响：沉没度太低会导致系统效率偏低、泵效低、负荷增加、结蜡严重。

2、沉没度低造成的不利因素分析

2.1油井的沉没度较低对泵的工作状况的影响

沉没度较低的井在实际生产中流压都远远低于饱和压力，原油在地层中就已脱气，越接近井筒附近脱气越严重，流压越低在井筒附近脱气越严重。原油脱气后粘度增大流动阻力增大;同时形成的气液两相流也增大了流动阻力。低沉没度的井在流压较低时溶解在原油中的天然气几乎全部分离出来，成为游离气体，造成油套间的套管压力过高。不但使地层的供液状况变差，液体流向井底的阻力增大，流动速度减慢，而且这些气体进入泵筒内，使泵内充满大量的气体，抽油泵达不到正常的充满程度，增加活塞与泵筒之间的磨擦力，影响泵的正常工作，降低产液能力，造成油井的运转负荷增加，杆管疲劳。

2.2油井的沉没度较低造成的冲击载荷的影响

如果油井的沉没度低，泵在供液不足的状况下抽汲，在下冲程时，柱塞与液面产生的液击，会对泵产生不可忽视的冲击力，从示功图上看有明显的冲击波浪线。液体的冲击载荷与半径的关系很大，泵径越大冲击载荷越大.冲击载荷越大，在下行程时，下部杆柱的弯曲越容易形成，使得弯曲扭矩值越大;同时，液击使得杆管最大载荷与最小载荷的差值增大，因此螺旋扭矩也越大，这样杆、管断脱的可能性越大。

2.3油井的沉没度较低对于杆、管偏磨的影响

抽油杆在运动时与油管接触而产生偏磨，这种磨损不仅伤害抽油杆接箍，同时也严重损坏油管。油井沉没度低，使得泵柱塞在运动过程中产生液击从而造成冲击载荷，当作用于油管下端的载荷超过油管的臨界载荷时就会造成油管下部失去稳定性，产生螺旋弯曲变形，有可能造成抽油杆和弯曲的油管之间的磨擦接触而造成杆管偏磨

2.3 杆、管断受油井的沉没度因素影响及分析

统计2016年检泵井中沉没度低于100米的井，分析检泵原因有两条：原因一：实际生产过程中，由于抽油杆柱与油管柱都不是理想的刚性体，均存在弯曲变形。在垂直悬挂条件下，全井管柱的弯曲变形将使柱塞与泵筒之间难以保持轴向同心。因此，泵内柱塞在运动中，泵筒对柱塞的横向制约将导致泵筒带动油管柱径向摆动。油井沉没度小，油套环形空间内的液体就少，对油管的径向束缚力就小，油管的径向摆动就会相对剧烈，易引起杆、管断脱。

原因二：油管在抽油机抽吸过程中，除了受到管内液体的重力和摩擦力等交变载荷外，还受到油套环形空间液体的稳定浮力，这个浮力总是减小油管的载荷，有利于改善油管的受力条件，其表达式为：F浮=（P套+ρ液g h）S底。其中h是沉没度。由上式可知，F浮随h的增加而增大。所以沉没度愈大，油管受到的浮力越大，越有利于减小油管的载荷，使油管的弹性形变变小。

3 治理措施

3.1 对沉没度低的抽油机井，降低其生产参数，在确保产液、产油稳定的同时，可以提高单井的泵效，降低单井日耗电量，提高系统效率，减少生产成本投入。

3.2 调小生产参数的抽油机井，油管的受力状态得到改善，载荷比趋于合理，可以减少生产过程中杆管断脱的机率，从而确保油井正常生产，保证抽油时率。

3.3 沉没度低于150m或流压小于3M p a的井，套压控制在2.0-2.5Mpa就能基本消除泵的气影响，使泵的充满系数明显提高。对于无法优化参数的油井进行合理的套压控制可改善泵的工作状况，提高泵的效率。

3.4 对于沉没度低的抽油机井，以“长冲程、慢冲次、先调参、后换泵、合理控制套压”的原则，及时进行治理。

参考文献

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