油田抽油泵泵效影響因素分析

羅曉莉，陳 超，蘇亞強(qiáng)

長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠大路溝采油作業(yè)區(qū)，陜西 靖邊 718500

0 引言

抽油泵屬于一種特殊形式的往復(fù)泵，動(dòng)力從地面經(jīng)抽油桿傳遞到井下，使抽油泵的柱塞作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將油井中石油沿油管舉升到地面上，完成人工舉升采油。隨著油田的不斷開發(fā)，井筒流體日益復(fù)雜，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)油田抽油泵的平均泵效為51.8%，針對(duì)生產(chǎn)中受砂、氣、高礦化度水等因素影響，抽油泵“泵效低、檢泵周期短”等質(zhì)量通病，本文就油田抽油泵泵效影響因素進(jìn)行分析。

1 油田抽油泵的工作原理及工作特點(diǎn)

1.1 油田抽油泵的工作原理

抽油泵主要是由泵筒、柱塞、進(jìn)油閥（吸入閥或固定閥)、出油閥（排出閥或游動(dòng)閥）組成。上沖程時(shí)，校塞下面的下泵腔。容積增大，壓力減小，進(jìn)油閥在其上下壓差的作用下打開，原油進(jìn)入下腔，與此同時(shí)，出油閥在其上下壓差作用下關(guān)閉，柱塞上面的上泵腔內(nèi)的原油沿油管排到地面。同理，下沖程時(shí)，柱塞壓縮進(jìn)油閥和出油閥之間的原油。關(guān)閉進(jìn)油閥，打開出油閥，下泵腔原油進(jìn)入上系腔。柱塞一上一下，抽油泵完成了一次循環(huán)。如此周而復(fù)始，重復(fù)進(jìn)行循環(huán)。

1.2 油田抽油泵的工作特點(diǎn)

抽油泵的工作原理相通用的往復(fù)泵相同，但因?yàn)楣ぷ鳁l件不同，在其結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)等方面具有特殊性。

1）抽油泵的外徑受并眼尺寸的限制，只能是立式結(jié)構(gòu)。在沖次相同的條件下，要增加條的排量.就得增大沖程長(zhǎng)度，加長(zhǎng)泵的尺寸；

2）抽油泵在井下工作，有的需要裝在3000多米深處，這樣柱塞上下壓差很大，要維持柱塞和泵筒間的密封性和耐磨性，提高泵效和延長(zhǎng)使用壽命，就需要耐壓泵筒和較長(zhǎng)的柱塞；

3）抽油泵工作環(huán)境惡劣。

2 油田抽油泵泵效影響因素分析

抽油機(jī)井的實(shí)際產(chǎn)液量與泵的理論排量的比值叫做泵效。其計(jì)算公式為：η=Q液 / Q理×100% 式中η為深井泵效；Q液為油井實(shí)際產(chǎn)量（噸/日）；Q理為泵的理論排量（噸/日），泵效的高低反映了泵性能的好壞及抽油參數(shù)的選擇是否合適。影響泵效的因素有3個(gè)方面：1）地質(zhì)因素：包括油井出砂、氣體過(guò)多、油井結(jié)蠟、原油粘度高、油層中含腐蝕性的水、硫化氫氣體腐蝕泵的部件等；2）設(shè)備因素：泵的制造質(zhì)量，安裝質(zhì)量，襯套與活塞間隙配合選擇不當(dāng)，或凡爾球與凡爾座不嚴(yán)等都會(huì)使泵效降低；3）工作方式的影響：泵的工作參數(shù)選擇不當(dāng)也會(huì)降低泵效。如參數(shù)過(guò)大，理論排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油層供液能力，造成供不應(yīng)求，泵效自然很低。沖次過(guò)快會(huì)造成油來(lái)不及進(jìn)入泵工作筒，而使泵效降低。泵掛過(guò)深，使沖程損失過(guò)大，也會(huì)降低泵效。

總的來(lái)說(shuō)，影響抽油泵泵效的主要因素有泵的充滿系數(shù)、沖程損失以及泵的漏失,其中進(jìn)液氣油比高造成的充滿系數(shù)低,下泵深度大引起的沖程損失大,以及動(dòng)液面深、下泵處井斜較大造成的漏失量大等原因?qū)е虏糠志眯汀?/p>

3 如何提高油田抽油泵泵效

3.1 地層方面的措施

1）對(duì)于注水開發(fā)的油田，加強(qiáng)注水，保持油層能量高，井中液面高，是保證油井高產(chǎn)量、高泵效生產(chǎn)的根本措施。井中液面高，沉沒(méi)壓力高，一方面增大了原油進(jìn)泵的動(dòng)力，另一方面，沉沒(méi)壓力高于飽和壓力，可防止原油脫氣，減輕氣體影響，增大泵的充滿系數(shù)；

2）采取有效的防砂措施，減輕砂粒對(duì)泵的磨損，減輕漏失的影響。另外如果砂子在井中沉積，掩埋油層，會(huì)增大油流入井阻力降低液面，也會(huì)降低泵效。

3.2 井筒方面措施

3.2.1 選擇合理的工作方式

選擇抽汲參數(shù)組合的一般原則是：

1）對(duì)于粘度不太大的常規(guī)抽油機(jī)井應(yīng)選用大沖程、小沖數(shù)和較小泵徑，這樣既可減小氣體影響，又可減小懸點(diǎn)的交變載荷；

2）對(duì)于原油比較稠的井，一般選用大沖程、大泵經(jīng)、小沖數(shù)，可以減小原油經(jīng)過(guò)閥座孔的阻力和原油與桿柱與管柱之間的阻力；

3）對(duì)于連噴帶抽的井，則采用大沖程、大沖數(shù)、大泵經(jīng)，快速抽汲可增大對(duì)井的誘噴能力。

3.2.2 確定合理的下泵深度和合理的沉沒(méi)度

能使ηλβ乘積最大的下泵深度和沉沒(méi)度，即是合理的下泵深度和合理的沉沒(méi)度。

3.2.3 使用油管錨減小沖程損失

用油管錨或封隔器將油管下端固定，則可消除油管的彈性伸縮，減小沖程損失。深井中將油管下端錨定還可消除由于內(nèi)壓引起的油管螺旋彎曲，減小沖程損失。

3.2.4 采用井下油氣分離和井口放套管氣裝置減輕氣體影響

3.3 設(shè)備方面和管理方面的措施

1）改善泵的結(jié)構(gòu)提高泵效。針對(duì)油井出砂、結(jié)蠟、油稠的特殊情況，石油科研人員研制了許多特殊抽油泵。如用在出砂井的防砂卡抽油泵 ,用在含氣多的井中的環(huán)閥式防氣抽油泵 ,用在稠油井中的液壓反饋抽稠泵；

2）改善泵的材料提高泵效。采用耐磨材料加工成的泵可減輕砂磨引起的漏失，采用耐腐蝕的材料加工的泵防止泵受腐蝕引起的漏失和破壞；

3）加強(qiáng)檢泵作業(yè)質(zhì)量防止漏失。檢泵中下油管時(shí)按要求上緊絲扣，防止油管漏影響泵效。防止泵和泄油器等的連接部位漏失等。

4 實(shí)例分析

長(zhǎng)慶油田第四采油廠大路溝采油作業(yè)區(qū)今年強(qiáng)化參數(shù)優(yōu)化、優(yōu)化技術(shù)設(shè)備，多措并舉降低采油系統(tǒng)能耗、提高抽油泵效，全作業(yè)區(qū)抽油泵效由開年的33.2%提高到10月的36.1%，提高了2.9%。該區(qū)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際制定下步重點(diǎn)工作，爭(zhēng)取年底抽油泵效達(dá)到37%。

成立專項(xiàng)治理小組、制定技術(shù)措施。為了提高抽油泵效，大路溝采油作業(yè)區(qū)成立了提高機(jī)采井抽油泵效專項(xiàng)治理小組，按照“長(zhǎng)沖程、低沖次、小泵徑”原則，采取現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)分析、制定方案、落實(shí)實(shí)施的步驟，制定了詳細(xì)的提高抽油泵效技術(shù)政策，實(shí)施采油作業(yè)區(qū)工程地質(zhì)室、采油井區(qū)技術(shù)管理組兩級(jí)管理，專人負(fù)責(zé)，做到有章可循、有據(jù)可依。

堅(jiān)持精細(xì)注水管理，有效補(bǔ)充地層能量。針對(duì)低效井的成因，堅(jiān)持精細(xì)注水管理，強(qiáng)化油水井平面、剖面治理，均衡平面采液，不斷合理開發(fā)技術(shù)政策，均勻水驅(qū)方向，有效補(bǔ)充地層能量，延緩含水上升速度；加強(qiáng)堵塞井解堵和套破井治理工藝技術(shù)研究，充分發(fā)揮油層生產(chǎn)潛力。根據(jù)低泵效井的調(diào)查及圍繞其治理思路，共制定低泵效井治理措施34井次，目前已實(shí)施25井次。

合理調(diào)小泵徑，提高參數(shù)最優(yōu)井泵效。大路溝采油作業(yè)區(qū)從2009年3月開始在各采油井區(qū)試驗(yàn)Ф32mm抽油泵，該泵適用于結(jié)垢結(jié)蠟井筒狀況較好的低產(chǎn)井，其節(jié)能、降載、提高泵效效果顯著。目前在用16臺(tái)，平均單井日產(chǎn)液、日產(chǎn)油與換泵之前雖無(wú)明顯提高，但抽油泵效卻提高3.8%。

確定重點(diǎn)治理區(qū)塊，切實(shí)提高抽油泵效。今年大路溝采油作業(yè)區(qū)對(duì)各采油井區(qū)抽油泵效做了詳細(xì)的分析，確定抽油泵效提升空間較大的天160井區(qū)為重點(diǎn)治理區(qū)塊。截至10月30日，對(duì)吳起作業(yè)區(qū)實(shí)施油井井下措施13井次，泵效提高2.5%。

加強(qiáng)油井參數(shù)優(yōu)化井管理，確保抽油泵效只升不降。截至10月30日，共參數(shù)優(yōu)化38口、地面調(diào)參21口、井下調(diào)參17口、油井間開38口，調(diào)參井抽油泵效提高4%。

5 結(jié)論

總之，提高抽油泵泵效對(duì)于油田來(lái)說(shuō)極為重要，值得進(jìn)行深入的研究。

[1]王鴻勛，張琪.采油工藝原理[M].東營(yíng)：石油工業(yè)出版社，2009.

[2]譚多鴻.抽油機(jī)井合理沉沒(méi)度的確定[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2007，29.