油井合理沉没度确定方法与矿场实践

杨怀华 杨艳波 梁爽 隋磊 赵栋

摘要：抽油井正常生产需要稳定的供采平衡，而合理沉没度是油井能否达到供采平衡的一个衡量尺度。抽油泵合理沉没压力或沉没度的确定是抽油机井管理的核心，是保证油井稳产，使抽油机在高系统效率、低能耗下运行的关键因素，是延长油井免修期，最终达到最佳经济效益的前提。本文在充分调研基础上加强研究、全面分析油井产能、流体物性、工作参数设备状况等因素对抽油泵合理沉没压力影响的基础上，确定抽油泵合理沉没度确定思路和方法。采用模糊评判方法，选择泵效、系统效率、产量、经济效益、设备利用率多个目标函数对方案进行优选。准确预测油井产能是油井生产系统优化设计的基础，根据不同油井的生产情况和资料情况，利用曲线拟合法找出沉没度与泵效、系统效率的相互关系，结合检泵率，最终确立抽油机井沉没度的合理范围，为油田生产提供技术依据。

关建词：油井沉没度；泵效；系统效率；合理范围

油井沉没度过低对油井结蜡、结垢、油管刺漏、砂卡、泵漏失都有影响。技术人员应强化合理沉没度意识，积极摸索油井合理沉没度区间，每口井都要摸索，由每口井合理沉没度制定出科学的区块合理沉没度。积极贯彻合理沉没度制度，通过安装二级减速装置、间抽、提捞等措施，确保供采平衡。谨慎调大参数，加大新技术应用，解决沉没度不容易监测到位的问题。

1 合理沉没度判别

实际上对于抽油井，沉没度过低不仅仅是容易烧泵，也将出现油井结蜡、结垢、油管刺漏、出砂等一系列难题，给后续治理工作带来意想不到的难度。目前，低产液区油井合理沉没度的概念，在相当一部分人的理念里，还停留在一个油井参数的位置，并未给予足够重视，不知道沉没度过低会造成一系列影响油井正常生产的后果。产量紧张是破坏合理沉没度的首要原因，但破坏合理沉没度，不但不能增加产量，反而使产量减少，甚至出现长期躺井现象。本文紧密结合井下作业施工现场实际，分析了油井沉没度对油井正常生产的影响，得出沉没度过低将会直接导致油井结蜡、结垢、管柱刺漏、活塞磨黑、球座刺漏等结论，同时阐述了长期执行科学有效的合理沉没度制度的必要性。

2 沉没度过低所造成的主要危害

2.1 产能高的井沉没度过低易造成油井结蜡和油管刺漏

一般认为油井结蜡仅仅是清蜡不及时才导致的，但在实际工作中，我们发现由于产量紧张盲目调大抽油井抽汲参数，造成液面亏空，地层压力下降，溶解在原油中的轻质成分以气体状态析出，充满泵筒，这样抽油泵举升效率下降甚至无法举升液柱，只对气体压缩，油管内部的液体处于平稳静止状态，石蜡结晶析出加快，甚至堵塞上部油管，而管内下部的气体在上部液体压力下把油管丝扣刺出沟痕，发生漏失现象，所以沉没度过低也会直接导致油井结蜡和油管刺漏，其形成机理为：抽汲参数大——沉没度过低——气大——抽油泵不举液——管内液柱相对静止——结蜡加快——气刺油管——重新作业.

例如：A井上次施工2015年7月，本次施工原因漏失。该井起出管柱后发现：1）上部 30 根油管结蜡严重，其中的 3 根油管被蜡堵死，用水泥东打压解开。2）在管柱中部发现 1 根油管公扣漏失严重，卸掉后管内有气体溢出，油管公扣即将刺出沟痕。3）在起泵上相邻油管时，气体与液体蜡等一次喷出。经过现场分析，我们认为该井漏失原因应该是沉没度过低，液面亏空所致。调查该井的生产情况，发现该井的沉没度在 2017年3月前保持在70m 深度左右，之后产液量逐渐下降，由60吨下降到20吨，液面逐漸升至井口，直至停井待作业。这就说明沉没度过低给石蜡析出创造了条件，并在后续待作业过程中使油井结蜡更加严重。同时也说明地层亏空后，气体对油管丝扣的损害较大，特别对使用年限长，丝扣胶涂抹不到位的情况下，气体的损害更大，非常容易刺坏油管导致漏失。

2.2 产能低的井沉没度过低易造成油井凡尔座刺坏，阀座刺坏

沉没度过低，将会造成轻质成分在套管内以气体状态析出，随液流被吸入泵内，在吸入过程中，因气体的不稳定性，导致凡尔球座不严，在气液长时间的冲蚀作用下游动或固定凡尔球座被刺坏。B井上次施工2014年11月，2017年3月采油矿反映液面到井口，示工图漏失，2017年4月施工起出发现管杆柱完好，游动凡尔球与座刺坏，球与座上部无砂或其他杂物，调查该井生产情况，发现该井沉没度一直保持在 50m 左右，据此我们分析认为该井沉没度过低是造成该井漏失返工的主要原因，该井现泵径 28mm曾经于 2017.4.12-16 间抽恢复液面，产能明显不足，如果长期不降低抽汲参数或间抽，就会过快动液面下降深度，从而加剧油流内轻质成分以气体状态进入套管内，导致游动凡尔球座被刺坏。

2.3 沉没度过低会造成油井结垢和偏磨，甚至砂卡

油井结垢的主要原因是地层内含有垢质成分，正常情况下，由于抽油井供采平衡，没有给结垢创造条件。当沉没度过低时，供采平衡的关系受到破坏形成了强采强抽，一方面造成液面亏空，地层压力下降，溶解在原油中的轻质成分以气体状态析出，充满泵筒，垢质析出，特别在含水高的油井，结垢较快，它们附着在抽油杆外壁和油管内壁上，对抽油杆下行增加阻力，使之弯曲，从而发生杆管偏磨，而含水高又加重了偏磨程度。另一方面抽空后，对地层进行破坏性开采，以至细粉状固井水泥及油层砂随地层液流进入井筒内，现有的防砂筛管还不能完全防止固井水泥及油层砂随地层液流进入泵筒内。C井于2015年5月换泵施工（φ44-φ57），该井调查原因是该井液面沉没度一直保持在700m 左右，达不到要求，需要降液面。起出原井发现杆磨断，80 根杆偏磨严重，完井后降冲次，增加冲程但是在后期跟踪调查发现该井在生产 15天后，沉没度归零，已间抽停井，再次起抽时发现泵已卡死，2016年4月上井施工，起出发现泵内有大量灰色水泥面，结合换泵后的生产情况，分析认为，该井在φ44-φ57 泵后抽汲能力增大，而我们对该井产液量估记不足导致抽空，对地层进行破坏性开采，以至细粉状固井水泥随地层液流进入井筒内，当该井停抽恢复液面时，进入管柱内的细粉状固井水泥开始沉积，以至卡泵。后经协商，泵换小一级（φ57-φ44）完井，完井后该井现一直正常生产，从该井情况看，动液面过低是导致该井卡死的主要诱因。

综上所述，产量高的井要合理确定沉没度，一旦降低合理沉没度打破了供采平衡关系，将加速管柱的结蜡、漏失，缩短检泵周期。低产液井采用降低合理沉没度的方法增加产量破坏了油井供采平衡关系，虽然单井产量短期内增长较快，但其产能却不足以使油井产量长期维持在高位运行，当井筒环空油液被强行抽空后，油井进入恶性循环阶段，产量下降显著，短时间内甚至没有产量，出工不出力的恶果就是管柱偏磨、结垢、活塞磨黑，以至返工。对于小于 0.5 吨低产液井，作业时往后排序，待作业时间加长更易蜡堵。这样计算可知用降低合理沉没度的方法增加产量，对低产液井来说不升反降。

3 加强沉没度管理几点认识

对特殊井低产液井加强液面监测，连续跟踪掌握规律，为调参、间抽提供科学依据，保证油井的动液面处于合理空间。加大低产液压块新技术应用，如智能抽油技术等等。新投产大部分井属低产井，本身产能不足，液面偏低，如不能降低参数，可间抽或提捞采油。高产能井要谨慎科学调大抽汲参数。对间抽井要确定科学合理的间抽制度，一旦确定，就要坚决执行加强监测力度，动态管理间抽制度。

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，1996.

[2]万仁薄，罗英俊.采油技术手册[M].北京：石油工业出版社，2005.

（作者单位：中国石油化工股份有限公司

胜利油田分公司河口采油厂）