抽油井工况特征分析与合理优化对策

王乃峰 胡海涛

摘要：工况管理图反映了抽油机供液能力与抽油设备排液能力的匹配情况、抽油泵的泵效及油田区块的管理水平，是油田生产管理中必备的图件之一。根据油田油藏类型多样性的实际情况，以区块单元为单位改进工况管理图，提高工况分析的准确度。油田应用实践表明，该技术能十分清晰、完整、直观地区分不同工况特点的油井，为油井措施和维护方案的制定，特别是为低产低效油井管理难题的解决提供了思路。同时，该项技术能使采油工程技术人员及时发现、分析、处理油井故障，使抽油井的工况更加趋于合理，实现了油井长期稳定生产，提高了油田的经济效益。

关键词：工况管理图；生产管理；匹配情况；油藏类型

根据目前工况分析实现的手段和途径，工况管理图主要分为流动压力/饱和压力与泵效关系、沉没度/下泵深度与泵效关系、深井泵吸入口压力与泵效关系3种类型。目前，油田使用工况管理图时，通常将同一区块上多口油井绘制在同一张图上，但油田油藏类型多样，各单元开发状态有较大差异，很难将不同工况区块集中一张统计图上。

1工况分析

抽油机井工况管理图以泵效和流压相关曲线为基础，反映了油层生产能力和抽油装置工况的协调关系，即“供液能力”与“采液能力”是否匹配。该技术将抽油机井的工况分为5个区：合格区、供液不足区、潜力区（参数偏小区）、待落实区、断脱漏失区（见图1）。根据每口井在宏观控制图上的位置，可以直观地了解各井工况状态，为决策提供参考；也可以图为依据，结合计算机诊断技术，采取工艺措施，改善油井工况指标，提高油田的经济效益。

1.1合格区。泵效与流压（泵吸入口压力、沉没度）协调，参数合理，泵工况良好，系统效率较高。对该区内的井应加强日常管理，使其长期保持正常生产。

1.2供液不足区。流压（泵吸入口压力、沉没度）低，示功图显示供液不足或受气体影响。主要是因为地层条件差，抽汲参数偏大，需要对油层采取酸化、压裂等增产措施，调整注水，减小抽油系统参数，以达到供抽協调。

1.3潜力区（参数偏小区）。流压（泵吸入口压力、沉没度）偏高、泵效高，示功图显示带喷或正抽，可调大抽汲参数、换大泵或改下电潜泵等。

1.4待落实区。流压（泵吸入口压力、沉没度）与泵效不协调，主要是计量或测试资料不准，应核实泵排量、产量、动液面，消除虚假资料后，这些井点就进入了相应工况区。

1.5断脱漏失区。流压（泵吸入口压力、沉没度）高，泵效低，示功图显示的大多是结蜡、漏失、断脱，也有正抽但油管漏失的情况。该区是主要诊断对象，通过测试诊断和综合分析，判断清楚井下问题后再采取相应治理措施。各区界线确定如下：b线（理论泵效上限）是用区块中各井参数的平均值作为一口虚拟井的参数，进行计算确定的流压（或沉没度）与泵效的对应关系经光滑插值处理后绘制得到：a线、c线分别是以b线为基础乘以0.8，0.4绘制而成；d线（最低自喷流压线）以垂直管流中流体重量为依据绘出；e线（合理泵效界限）定为30%；f线根据虚拟井液面在泵口时的流压值确定；g线是从d线与c线的交点引垂线得到。

2计算原理

2.1泵吸入口压力

确定泵吸入口压力一般有2种方法：一是由井底根据流压按多相管流计算到泵吸入口，求出泵吸入口压力；另一种方法是由井口沿油管、套管环形空间计算到泵吸入口，求出泵吸入口压力。由于第2种计算方法获取数据方便，软件采取这种计算方法。

泵吸入口处压力：

2.2泵效

容积式抽油泵的泵效表示实际排量与理论排量的比值，在抽油机井正常生产过程中，考虑影响泵效的因素主要有：1）油管及抽油杆弹性收缩所产生的冲程损失影响；2）漏失的影响；3）气体的影响；4）原油体积系数变化的影响。井下泵效：

冲程损失泵效：

漏失泵效：

由上述公式推导出泵效与泵入口压力的关系，绘制出如图1中所示的各区的分界线。并根据不同区块单元的不同情况，采用单元系数法对边界进行校正，提高了工况管理图的准确度。

3 技术应用

对供液不足区井中采取了酸化、压裂及加深泵挂等措施，实施后全部转向合格区。潜力区油井进行参数优化设计，换大泵，实施后有6口井仍然留在潜力区，27口井转向合格区。对断脱漏失区油井进行检泵作业11井次，分析断脱、漏失原因，实施后有5口井转向合格区，有3口井转向待落实区，有3口井转向供液不足区。对待落实区49口井核实基础资料，并相应的采取了措施。通过技术应用，大大减少了措施的盲目性，保证油井故障及时发现、及时分析、及时处理，使抽油井的工况更加趋于合理，实现了油井长期稳定生产。采用井下泵效，消除了各种因素对泵效的的影响，提高了数据分析的准确性，为选择提高泵效的措施提供了依据。

4 结束语

抽油机井工况管理图是油田区块宏观管理的一种有效方法，它具有简明、方便的特点，有较强的直观性、对比性和准确性。工况管理图反映了抽油机供液能力与抽油设备排液能力的匹配情况、抽油泵的泵效及油田区块的管理水平，是油田生产管理中必备的图件之一。通过改进分单元工况图，采用单元系数法对边界进行校正，提高了工况分析的效率及准确度。

参考文献

[1]常军，安静，徐浩天，陈湘陵，张焘. 有杆抽油系统故障智能诊断技术[J]. 油气田地面工程. 2017（02）

[2]赵海涛，史明义，檀朝东，关成尧，吕锐. 抽油机井综合利用多元数据进行工况诊断的研究[J]. 中国石油和化工. 2016（03）

（作者单位：现河采油厂陈官采油管理区）