关于抽油机井泵效几大影响因素及对策的探讨

张海军（大港油田第一采油厂，天津300280）

0 引言

在抽油机采油过程中，降低能源消耗，提高泵效和开发效率一直是开发方向和目标，实际应用中还要统筹考虑地质方面因素与抽油泵参数匹配关系，下面从几方面做简单探讨。抽油机井泵效概念[1]：抽油机井的实际产液量与泵的理论排量之比的百分数。泵效的数学表达式为：η＝（Q实/Q理）×100%，其中η—泵效%，Q实—日实际产液量，Q理—每日泵理论排量。泵效是衡量抽油泵工作状况好坏的重要参数，也是反映油井管理水平的一项重要技术指标。

1 影响抽油机井泵效几大因素

1.1 工作制度对泵效影响

抽油机采油实际上是抽油泵将油层中的流体举升至地面过程，如果工作制度选择不合理，不仅会对油层造成破坏，也会造成能耗高、泵效低不利结果。现就抽油机井工作制度对泵效影响分析如下

1.1.1 冲程影响

主要是防冲距大小和冲程损失的影响。防冲距是抽油机光杆在下行过程中为了防止活塞撞击固定凡尔而上提的距离。防冲距过大是造成泵效低下因素之一，缩小防冲距也是提高泵效最经济方法。冲程损失是指光杆冲程与活塞冲程之差，冲程损失的原因主要是上下冲程过程中抽油杆柱和油管柱承受交变载荷而产生的弹性伸缩，使活塞冲程小于光杆冲程，从而减少了活塞所让出的体积，使得泵效降低。

1.1.2 冲次影响

在抽油泵杆活塞的上下往复运动中，完成井底内液体的抽吸，通常情况下液体的流动与活塞的机械运动存在滞后现象，所以冲次有一个优化问题，太快的冲次容易造成泵腔内液体来不及吐故纳新，太慢的冲次虽然可提高泵腔的充满度，但生产效率低下[2]。

1.1.3 油嘴影响

在抽油井生产中，油嘴也是其工作制度之一。油嘴太大，可降低生产压差，提高油气产量，但对于油气比较高的油层，有可能造成油井底部脱气，泵效下降，还容易造成油井出砂。油嘴太小，不但泵效得不到发挥，还会造成管柱憋压，浪费能源，增加抽油泵机械系统的磨损。

1.1.4 泵径影响

抽油泵泵径是影响活塞抽吸量的重要参数，泵径越大，一次吸入泵筒的流体就越多，单位流体与泵筒壁摩擦阻力就越小，有利于泵效提高。但泵径越大举升流体负荷也就越大，能耗也越高，对于能量充足油层还好，如果油层供液不足，反而造成泵效下降。

1.1.5 沉没度影响

抽油泵的沉没度提供了活塞举升所需能量，增加沉没度能够增加抽油泵充满系数，提高泵效，但沉没度过大也必然增加泵的悬挂深度，增加抽油杆断脱事故，同时也会因冲程损失而降低泵效。

1.2 原油物性对泵效影响

原油物性主要包括：原油的凝点、粘度、含蜡和密度等参数，对于凝点高、粘度大、含蜡高、密度小的原油，或其磨阻大，流动性差，或其表面张力小，造成泵筒内活塞抽吸时流体滞后现象，影响泵效。

1.3 含水率高低对泵效影响

在原油开采中，油水总是相伴而生，由于油和水的粘度不同，其流动性也有较大差异，在抽油泵抽吸其混合液时，不同含水率其物性有很大不同，统计显示通常情况下含水率高低与泵效成正相关关系，即含水率越高泵效也越好。

1.4 油层能量大小对泵效影响

对于油层能量低的油井，往往受到供液不足影响，液体压入泵筒速度也低，活塞运动吸入液体速度大于油层提供液体速度时，就会降低泵的充满系数，导致泵效下降。

1.5 溶解气对泵效影响

一般油层都是伴生气油藏，特别是油气比较大的油藏，在开采过程中如果压差控制不合理，就会造成井底油气在进入抽油泵前就开始分逸，此时，抽油泵抽吸过程中，泵筒内游动凡尔与固定凡尔之间存在游离气和溶解气。泵上行时，若泵筒内的压力低于气体的饱和压力时，液体中的溶解气就会从液体中分逸出来。泵下行时，泵筒内气液两相流体被压缩，直到泵筒内压力大于游动凡尔上部的压力时，游动阀才被打开，将泵筒内的油气排出，所以，伴生气油藏的抽油泵凡尔一般都存在开启滞后问题。当泵筒内的气体所占据的体积足够大时，不但上冲程时游动凡尔打不开，甚至下冲程时游动凡尔也关不上，整个上、下冲程中只是气体在泵筒内膨胀和压缩，而没有液体的举升，这也就是常说的“气锁”现象。

2 对策

针对影响泵效不利因素，可视情况制定相应对策，具体措施如下

2.1 优化工作制度

通过选择工作制度保证适当生产压差，既可提高泵效又保证油层能量充分利用，还不会造成油层脱气出砂的最佳开采效果。

2.1.1 减小冲程损失方法

为了减小该损失，可结合相邻井同油层能量大小，液面高低，采用适当缩减抽油泵泵径方法减少管柱的弹性变形。对于油层压力不稳定，气体影响较大的采油井，也可采用油管锚将油井管柱的下端固定，来消除管柱的弹性变形[3]。

2.1.2 优选抽油泵的活塞冲次

每口井都有自己的油层能量、油气比、原油物性，因此，也有自己的合理冲次，实际操作中既可用统计学方法，也可用试验方法来获取，找到符合该井自身的冲次参数。

2.1.3 合理油嘴也是提高泵效方法之一

在抽油井其它工作参数确定后，再做调整比较麻烦，成本较高，此时，调整油嘴大小是调整工作制度的一种简便方法，可调整生产压差，控制油气分逸，提高泵效。该方法在生产应用中，需要针对每一口井做“一井一策”设计，然后验证和应用，也可根据相邻抽油井工作制度确定。

2.1.4 选择合适的抽油泵泵径

每口井都有自己地质参数，也有与之相匹配的生产参数，可参照生产相同油层的油井设定泵径，也可根据油层压力或液面高低选择泵径。

2.1.5 设计合理沉没度

每口井的抽油泵沉没度都有一个合理值，它关系到泵效、能耗、磨蚀等多个因素，因此在实际设计中，应结合该井以往经验以及目前相邻井生产情况做出选择。

2.2 对于原油物性与泵效关系

在油田开发过程中，通过建立各个油层的原油物性数据库，确立储层中流体物性与各种开发方式中泵效的关系，日积月累不断丰富开发数据库，就可在实际工作中，用统计学方法优化各项参数，是最为科学的一种选择方式。

2.3 对于含水率高低对泵效影响

由于含水率高低与泵效是正相关关系，在设计油层生产之初，可选择低含水油层与高含水油层的合采，对低含水油层开采，也可直接用套管掺水方法降粘来提高泵效。

2.4 解决油层能量高低对泵效影响方式

采用先测试后制定方案方式，可通过油层测压或测液面方式，如果是能量不足问题，则可通过提高油层压力方式解决，比如：注水开发，对于有注水井的可视情况采取提高注水量方式解决。如果是油层渗透率低影响能量传递的问题，则可通过改善油层渗透率方式解决。

2.5 为了减少溶解气对泵效影响

在不同情况下，通常采用不同方法，对于油层能量较高的采油井，采取控制套管压力，充分利用油层能量举升，提高油井泵效。

对于油气比较高的采油井，通过控放套气办法，稳定动液面，达到油气进入泵筒活塞以上再分逸方法，从而避免“气锁”提高泵效，对于已经发生“气锁”现象，可采取清水反洗井方式，将泵筒内气体驱替出去。

对于气量较少的抽油井，按规定测液面，通过控制套管压力，摸索合理沉没度方法，提高油井泵效。也可通过下放光杆，在保证活塞不碰泵的情况下，尽量减小防冲距，减小活塞与固定凡尔间余隙，降低气体对泵效的影响。对于已知含气量较大油层，在设计时可在油管柱底端增设气锚解决。

3 结语

抽油机井泵效影响因素是多方面的，且很多时候也是相互交织、相互影响、相互制约的，实际应用中需要理论联系实际，充分利用大数据和统计学知识，分析不变因素和可变因素，选择确定合理工作制度、工艺设计、生产压差，以期达到较为理想的泵效。