樊學油區抽油機井異常工況診斷與處理

峁向濤，韓 亮，谷瑞濤

延長油田股份有限公司定邊采油廠樊學采油隊(陜西定邊718600)

樊學油區抽油機井異常工況診斷與處理

峁向濤，韓 亮，谷瑞濤

延長油田股份有限公司定邊采油廠樊學采油隊(陜西定邊718600)

抽油機井在正常生產過程中，示功圖形狀變化不大，上下行電流相對穩定，憋壓曲線正常，低壓油井井口呼吸有規律可循。當任一動態參數發生異常，很有可能是抽油機井出現某種問題，此時應及時分析判明原因并采取相應的措施，使油井恢復正常生產。介紹了抽油機井異常工況診斷的幾種方法，并結合實例分析了抽油桿斷脫、泵漏失及出油管線堵塞等情況下上下行電流、示功圖、憋壓曲線或井口呼吸等參數的具體變化，指出，實際操作中，幾種參數應結合判斷，綜合考慮，才能準確判明油井工況。

抽油機;上下行電流;示功圖;憋壓曲線;井口呼吸;油井工況

樊學油區有生產井900多口，日均產油1 300t，異常工況井日均4口，影響產油量約10t;由于油井分布分散、專業技術人員配備不足等原因造成處理滯后，而盡早恢復油井正常生產，減少產量損失，可提高最終經濟效益。因此，進行抽油機井井口憋壓或產液對比等日常管護操作，能隨時觀測抽油機井工況問題，并與其他方法綜合診斷，可準確判斷泵況，油管、桿工作狀況及地面輔助設備是否正常等，從而及時、有效地處理故障，恢復油井正常生產。

1 抽油機井異常工況診斷方法

1.1 示功圖

示功圖是分析深井泵工作狀況的主要依據，通過示功圖對比，可初步判斷抽油桿斷脫、泵管漏失及柱塞與泵筒的配合情況，也可判斷出砂、結蠟、氣體等對泵況的影響。在實際分析中，應與油井動態資料(如動液面、油井產量、壓力及抽油機正常運行時電動機的上下行電流等)進行綜合分析［1］。

1.2 憋壓曲線法

憋壓曲線是在憋壓過程中，記錄每個上下沖程的壓力值，然后根據該井實際情況確定幾個沖程作為描點時間，繪制壓力曲線分析和判斷抽油機泵管漏失、油桿斷脫等情況［2］。

1)開抽憋壓時，壓力曲線呈上升趨勢，停機穩壓時，壓力不變，說明泵況正常。

2)開抽憋壓時，壓力曲線上下波動，上沖程時壓力上升，下沖程時壓力下降，停機穩壓時，壓力不變，說明固定閥漏失。

3)開抽憋壓時，壓力曲線上下波動，上沖程時壓力先上升后下降，下沖程時壓力基本不變，停機穩壓時壓力穩定在油壓值，說明排除部分漏失(可能是游動閥漏失、油管漏失或柱塞與襯套間隙間漏)。

4)憋壓時，井口不起壓，壓力曲線示值與油壓值相等，說明油桿斷脫。

1.3 井口呼吸觀察法

井口呼吸觀察法只應用于地層壓力低的油井，通過觀察抽油泵上、下“呼吸”情況來判斷抽油泵的故障［2］。

1)當抽油泵吸入部分嚴重漏失或堵塞時，油井表現為泵不排液，且光桿上行時井口出氣，下行時倒吸氣。

2)當抽油泵排出部分漏失時，油井表現為泵不排液，且光桿上行初期井口稍微出氣，接著又有倒吸氣現象。

3)若光桿上行時井口出氣大，下行時井口出氣小，根據日常積累經驗，此時泵況良好，只是因為液體還未抽到井口所造成的。

1.4 電流分析法

在生產過程中，通過錄取觀察，總結、歸納出抽油機上下行電流的變化規律。

1)當抽油桿斷脫、油管斷脫、脫接器脫落時，現象為抽油機上行電流突然減少，下行電流增大，斷脫位置不同電流變化情況不同。

2)柱塞結蠟時，使游動閥常開，現象為抽油機上行電流減少，下行電流增大;油管結蠟時，現象為抽油機上、下行電流逐漸增大。

3)出油管線堵塞時，現象為抽油機上行電流增大，下行電流減小。

4)間歇出油井，現象為抽油機上下行電流來回波動［2］。

5)抽油機井卡泵時，現象為上下行電流同時增

大［3］。

經驗證，利用電流變化規律，再結合示功圖或憋壓曲線等參數，對判明油井工況具有良好效果。

2 應用實例與效果

2.1 抽油桿斷脫

2014年5月20日07:00，采油工在錄取完定4490-4井動態參數后，對比發現電流表現異常，即上行電流下降幅度大，下行電流上升(表1)，量油后發現降產5.896m3/d，匯報后，技術員立刻測示功圖(圖1)進行核實，發現示功圖載荷明顯減小，圖形變窄，初步判斷該井斷脫，經修井作業起出后，原井桿柱第145根本體斷。

表1 2014年定4490-4動態數據表

圖1 正常與抽油桿斷脫示功圖疊加對比

原因分析:抽油機正常生產時，懸點載荷主要由慣性、液體對柱塞的頂托、抽油桿及柱塞上部液體的重量等綜合作用組成。由于鍛造缺陷、桿柱磨損、結蠟、震動及腐蝕出砂的影響，易造成抽油桿斷脫［4］。當抽油桿斷脫后，驢頭載荷實際上是斷脫點以上的抽油桿柱重量，只是由于摩擦力的作用，才使上、下載荷線不重合［5］。光桿上行時，由于懸點載荷減小，利用平衡塊重力勢能即可克服剩余桿柱重量，電機做功小，電流下降;光桿下行時，由于懸點載荷減小，電動機要配合桿柱來拉起平衡塊，電機做功大，電流上升。因此，抽油桿斷脫后電機的上行電流下降幅度大，下行電流上升。

2.2 抽油機井漏失

由于泵掛位置深，在抽吸過程中，管桿摩擦、產液腐蝕等情況，都會導致泵閥、油管漏失等異常工況發生。

2.2.1 固定閥漏失

2014年6月11日07:00，采油工對定43020-4井進行憋壓操作，并繪制曲線(圖2)，發現開抽憋壓時，壓力上下波動，上沖程時壓力上升，下沖程時壓力下降，停機穩壓后，壓力不變，量油后發現液量明顯下降(表2)，初步判斷抽油泵吸入部分漏失，經修井檢泵起出后，原抽油泵球座刺。

圖2 定43020-4井憋壓曲線

原因分析:抽油桿上行時，柱塞帶動液體向上運動，井口排出有效沖程一段液體，因為液體的頂托作用，壓力上升;抽油桿下行時，由于吸入部分漏失，柱塞以下壓力不能及時提高，游動閥打開滯后，壓力下降;只有當漏失速度小于柱塞下行速度時，才有液體排出，此時，壓力下降減緩，但如果吸入部分漏失嚴重，游動閥始終處于關閉狀態，壓力一直下降。

2.2.2 游動閥漏失

2014年5月29日07:00，采油工對定4611-5井量油時發現產量下降明顯(表3)，為進一步核實，采油工進行呼吸觀察，發現上行時開始稍微出氣，隨后又出現吸氣現象，根據油井資料(表3)顯示，油井供液良好，因此，初步判斷抽油泵排出部分漏失，經常規清蠟檢泵起出后，原抽油泵游動凡爾磨損。

原因分析:①排出部分漏失:上沖程當柱塞上行速度大于泵漏失速度時，液柱向上走了一段距離，所以頂出一點氣，但若游動閥漏失，液柱又下降，因而接著又出現吸氣現象。②吸入部分漏失:當柱塞上行時，由于游動閥和柱塞密封嚴密，柱塞以上的氣體被排出，井口表現為出氣;在柱塞下行時，由于固定閥嚴重漏失或井口部分堵塞，泵工作筒內無油液，使游動閥不能打開，油管內液柱隨柱塞一起向下移動而吸氣［1］。

表2 2014年定43020-4動態數據表

表3 2014年定4611-5井資料統計表

2.3 出油管線堵塞

2014年6月16日07:00，采油工錄取定4192井電流資料時發現，上電流較往常上升，下電流下降(表4)，量油后產量下降7.82m3/d，繪制憋壓曲線(圖3)后發現，壓力呈上升趨勢，穩壓3min后，壓力保持在3.6MPa，說明泵況良好，為進一步落實原因，采油工打開油樣閥，發現油井正常上液，初步判斷出油管線堵，匯報并清管線后，電流正常，產量恢復。

表4 2014年定4192資料登記表

圖3 定4192井憋壓曲線

原因分析:出油管線堵塞以后，管徑縮小，增大液體流動阻力，流速降低，井口壓力上升，產量下降。上行時，附加流動阻力疊加于懸點，電機做功增多，電流上升;下行時，井口回壓作用在柱塞端面，使懸點載荷增大，電機做功減少，電流下降。

3 結論與建議

1)在實際應用中，判斷抽油機井故障的幾種方法應相互補充，以準確判明油井工況，為修井檢泵作業或采取其他措施提供技術依據。

2)制定合理規章制度，要采油工認真錄取油井動態基礎資料，并上報有關部門，及時對工況異常井采取措施，恢復油井正常生產，減少產量損失，提高經濟效益。

3)準確做好各項診斷反饋登記(如該井結蠟、腐蝕是否嚴重等)，為以后的判斷提供資料依據。

4)對油區按照主要異常原因(如斷桿、漏失頻次過高)進行分類，可選擇加藥、調參等技術措施延長油井的免修期。

［1］張琪.采油工程原理與設計［M］.東營:中國石油大學出版社，2000.

［2］車太杰.采油生產常見故障診斷與處理［M］.北京:石油工業出版社，2010.

［3］郭鳳華.淺析抽油機電流，示功圖變化診斷油井故障［J］，石油科技論壇，2012(3):22-24.

［4］韓亮，張帆，馮愛霞.樊學油區桿柱斷脫現象的原因及治理措施［J］.石油工業技術監督，2014，30(4):51-53.

［5］趙淑敏.抽油機井工況診斷方法探討［J］.中國石油和化工標準與質量，2011(6):194-195.

There is little change in the shape of indicator diagram of a pumping unit well in normal production process.The upward and downward current is stable，the pressure holding curve is normal，and the wellhead breathing of low pressure wells is regular. When any dynamic parameter is abnormal，some kind of problem of the pumping well may have occurred.Therefore the causes should be analyzed and the appropriate measures should be taken to make the oil well resume normal production.Several diagnosis methods of the abnormal conditions of pumping unit wells are introduced，and the changes of the upward and downward current，the indicator diagram，the pressure holding curve and the wellhead breathing parameters of the pumping unit wells under the conditions of sucker rod breaking off，pump leakage and flowline being plugged separately are analyzed by cases.It is pointed out that in practice，several parameters should be comprehensively considered to accurately judge the condition of the pumping unit wells.

pumping unit;upward and downward current;indicator diagram;pressure holding curve;wellhead breathing;oil well condition

梅

2014-07-11

峁向濤(1989-)，男，現主要從事油井異常工況診斷與處理等方面工作。