基于油井合理沉沒度下的工況優化對策

曹燕敏

（中石化勝利油田分公司勝利采油廠采油管理五區）

摘要： 有桿泵抽油機井工況分為 9 種類型，油井處于正常的生產狀態、抽油桿斷脫、油井出砂、油管結蠟嚴重、油井出砂、泵漏、氣鎖、油稠以及供液不足。為提高工況分析的準確性，利用泵效、排量、泵吸入口壓力三項工況指標進行一次工況診斷分析，對于一次診斷難以確定工況的抽油井，利用其他各項指標進行工況分析，并且總結出各種工況下的指標界限，分析整個系統的工作狀況。

關鍵詞： 低滲透；薄差油層；機采井；運轉負荷；檢泵周期；沉沒度

在油田開發過程中，低滲透、薄差油層的開發開采難度大。當前，油田已處于中、高含水階段，產量遞減，成本上升，經濟效益變差，如何保持油田的高產、穩產，保證可持續發展是擺在我們面前的一大難題。目前，通過同步測試資料發現，正常生產沉沒度過低的抽油機井數量很多，這部分井在生產過程中具有供液能力差、產液量低、泵效低、運轉負荷大、檢泵周期短等許多不利因素。為了有效控制油田的生產成本，降低機采井運轉負荷，延長檢泵周期，提高經濟效益。對抽油機井處于低沉沒度工作狀態下而造成的不利因素進行了分析，結合生產實際，采取相應措施，保證油井在合理沉沒度區域正常生產。

根據分析結果，本著“長沖程、慢沖次、先調參、后換泵、合理控制套壓”的原則，我們挑選沉沒度低，沖程、沖次相對較高的油井進行措施調整，對措施后油井的產液、沉沒度、泵效、耗電等參數進行分析對比。對沉沒度低的抽油機井，降低其生產參數，在確保產液、產油穩定的同時，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統效率，減少生產成本投入。

1、沉沒度分布現狀以及負面影響

某管理區正常生產井59口，其中沉沒度介于0—100m之間的井數達到17口，占統計井數的

28.8%，平均泵效僅為37%。目前，調整后平均泵效達到57%。從泵效與沉沒度關系曲線中可以看出，當沉沒度小于100m時，泵效相對比較低。沉沒度比較低所造成的負面影響：沉沒

度太低會導致系統效率偏低、泵效低、負荷增加、結蠟嚴重。

2、沉沒度低造成的不利因素分析

2.1油井的沉沒度較低對泵的工作狀況的影響

沉沒度較低的井在實際生產中流壓都遠遠低于飽和壓力，原油在地層中就已脫氣，越接近井筒附近脫氣越嚴重，流壓越低在井筒附近脫氣越嚴重。原油脫氣后粘度增大流動阻力增大；同時形成的氣液兩相流也增大了流動阻力。低沉沒度的井在流壓較低時溶解在原油中的天然氣幾乎全部分離出來，成為游離氣體，造成油套間的套管壓力過高。不但使地層的供液狀況變差，液體流向井底的阻力增大，流動速度減慢，而且這些氣體進入泵筒內，使泵內充滿大量的氣體，抽油泵達不到正常的充滿程度，增加活塞與泵筒之間的磨擦力，影響泵的正常工作，降低產液能力，造成油井的運轉負荷增加，桿管疲勞。

2.2油井的沉沒度較低造成的沖擊載荷的影響

如果油井的沉沒度低，泵在供液不足的狀況下抽汲，在下沖程時，柱塞與液面產生的液擊，會對泵產生不可忽視的沖擊力，從示功圖上看有明顯的沖擊波浪線。液體的沖擊載荷與半徑的關系很大，泵徑越大沖擊載荷越大.沖擊載荷越大，在下行程時，下部桿柱的彎曲越容易形成，使得彎曲扭矩值越大；同時，液擊使得桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，因此螺旋扭矩也越大，這樣桿、管斷脫的可能性越大。

2.3油井的沉沒度較低對于桿、管偏磨的影響

抽油桿在運動時與油管接觸而產生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，同時也嚴重損壞油管。油井沉沒度低，使得泵柱塞在運動過程中產生液擊從而造成沖擊載荷，當作用于油管下端的載荷超過油管的臨界載荷時就會造成油管下部失去穩定性，產生螺旋彎曲變形，有可能造成抽油桿和彎曲的油管之間的磨擦接觸而造成桿管偏磨

2.3 桿、管斷受油井的沉沒度因素影響及分析

統計2016年檢泵井中沉沒度低于100米的井，分析檢泵原因有兩條：原因一：實際生產過程中，由于抽油桿柱與油管柱都不是理想的剛性體，均存在彎曲變形。在垂直懸掛條件下，全井管柱的彎曲變形將使柱塞與泵筒之間難以保持軸向同心。因此，泵內柱塞在運動中，泵筒對柱塞的橫向制約將導致泵筒帶動油管柱徑向擺動。油井沉沒度小，油套環形空間內的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，易引起桿、管斷脫。

原因二：油管在抽油機抽吸過程中，除了受到管內液體的重力和摩擦力等交變載荷外，

還受到油套環形空間液體的穩定浮力，這個浮力總是減小油管的載荷，有利于改善油管的

受力條件，其表達式為：F浮=（P套+ρ液g h）S底。其中h是沉沒度。由上式可知，F浮隨h的增加而增大。所以沉沒度愈大，油管受到的浮力越大，越有利于減小油管的載荷，使油管的彈性形變變小。

3 治理措施

3.1 對沉沒度低的抽油機井，降低其生產參數，在確保產液、產油穩定的同時，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統效率，減少生產成本投入。

3.2 調小生產參數的抽油機井，油管的受力狀態得到改善，載荷比趨于合理，可以減少生產過程中桿管斷脫的機率，從而確保油井正常生產，保證抽油時率。

3.3 沉沒度低于150m或流壓小于3M p a的井，套壓控制在2.0-2.5Mpa就能基本消除泵的氣影響，使泵的充滿系數明顯提高。對于無法優化參數的油井進行合理的套壓控制可改善泵的工作狀況，提高泵的效率。

3.4 對于沉沒度低的抽油機井，以“長沖程、慢沖次、先調參、后換泵、合理控制套壓”的原則，及時進行治理。

參考文獻：

[1] 沙埝油田合理沉沒度計算方法[J]. 陳明，王喜梅，王瑩.？石油化工應用. 2015（06）

[2] 不合理沉沒度對油井防盜的影響[J]. 曲延祥.？石化技術. 2016（04）

[3] 低沉沒度對油井工況的影響及治理效果分析[J]. 安博.？？內蒙古石油化工.2016（03）

[4] 杏六中地區低沉沒度井綜合治理技術研究[J]. 肖宇婷.？？內蒙古石油化工.2015（08）