易混淆泵況井診斷方法研究

董明洋宋增彬劉茗茗

（1.大慶油田勘探開發研究院；2.大慶油田有限責任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責任公司測試技術服務分公司）

油田生產過程中，油井泵況管理工作是采油隊日常工作的重中之重，是完成全年原油生產任務、實現經濟效益提升的根本保障[1]。加強潛在泵況井管理，及時準確地分析和診斷，為合理調整工作制度及其他措施的實施提供依據，因此，需要通過技術手段診斷抽油機井的井下故障，主要方法有示功圖法、憋泵法、電流法、動液面法等[2-3]。但在實際泵況診斷過程中，往往出現診斷結果模糊，不能準確診斷抽油機出現何種泵況，主要有以下四種情況。

1）桿斷脫與閥罩斷示功圖均顯示窄條狀，憋泵均不起壓[4]。桿斷脫井處理方法為：打撈掉落井筒內的桿柱，更換有磨損痕跡的抽油桿；閥罩斷處理方法為：由于斷裂的閥罩在泵筒中往復運動，對筒壁不斷刮磨，產生磨損，需要到工具車間進行檢泵或者更換新泵。

2）油管漏與連抽帶噴的示功圖圖形變窄[5]。油管漏井處理方法為：起出桿管泵，更換有問題的油管；連抽帶噴井處理方法為調大參、換大泵、調節周圍注水量。

3）篩管堵與供液不足示功圖均顯示為刀把狀，憋泵油壓起伏大。篩管堵一般情況為蠟堵和砂堵，可采用高壓熱洗車進行沖洗[6-7]；供液不足井處理方法為調小參、換小泵、周圍水井增注。

4）游動閥漏失與固定閥漏失憋泵起壓小，停機壓力穩不住，示功圖偏圓滑。游動閥漏失和固定閥漏失都需要檢泵處理。

由于不同泵況的處理方式各不相同，一旦作業前診斷有誤，造成油田大量的經濟浪費。通過對常見抽油機井泵況的分析，從原理出發，分析泵況與示功圖、憋泵及其他診斷方法的內在聯系，把握易混淆泵況的特征點和不同點，在此基礎上才可以正確地診斷抽油機井的泵況。

1 易混淆泵況的區分

1.1 桿斷脫與閥罩斷比較判別

油井示功圖代表了在一個沖程內懸點載荷的變化情況，通常在實測示功圖中加入理論最大載荷線和理論最小載荷線，其中理論最小載荷線表示的是泵不舉升液體時全部抽油桿的質量。抽油桿斷脫后無法舉升液體，懸點載荷為斷點以上抽油桿的質量，因此示功圖平均載荷在理論最小載荷線以下，如圖1所示；閥罩斷后的載荷為全部抽油桿的質量，因此平均載荷在最小載荷線上，如圖2所示。

1.2 連抽帶噴與油管漏比較判別

在抽油泵抽吸過程中，由于部分開采地層具有較高的能量，導致液體不是被機械舉升到井口而是靠自身能量舉升的，這種現象叫做連抽帶噴。無論是上沖程還是下沖程，柱塞都由于下部液體能量較大而關不嚴，舉升液體的質量并不完全作用于桿柱之上，造成油井示功圖變窄。當油管漏時，泵舉升的液體回流到油套空間中，載荷降低，示功圖比正常的平行四邊形要窄。

圖1 桿斷脫示功圖

圖2 閥罩斷示功圖

示功圖方面區分：連抽帶噴井由于噴勢在一個沖程內是幾乎不變的，因此當增載后上沖程階段懸點載荷趨于水平，如圖3所示；而油管漏井在上沖程中由于舉升的液體不斷地從漏點回流到油套空間中，懸點載荷呈下降的趨勢，如圖4所示。

圖3 連抽帶噴示功圖

圖4 管漏失示功圖

憋泵方面區分：當油井油管漏時，抽憋不起壓或壓力上升較小，由于停機后處于油管中的液體會從漏點流回到油套空間中，因此停機后油壓不穩壓；向油管中灌摻水憋泵，由于油管漏點的存在，油管和套管組成連通器結構，油套套壓穩在相同或相近的壓力；停憋不起壓。當油井連抽帶噴時，抽憋過程中由于地層本身壓力較高，有一定的噴勢，再加上抽油泵有一定的抽吸能力，油壓上升很快，停機可以穩壓；在停憋過程中，油壓會升高到1 MPa以上。

1.3 篩管堵與供液不足比較判別

抽油機井篩管堵和供液不足時，示功圖均變為刀把狀。篩管堵示功圖變化原因為：由于砂、死油、蠟等因素的影響，篩管孔洞被堵塞，泵筒不進液或者進液較少，不能充滿泵筒，抽油桿柱延時卸載，在示功圖下沖程卸載線上顯示為初始不卸載，柱塞達到泵筒中下部分時快速卸載，示功圖右下角缺失，顯示為刀把狀。地層供液不足是由于注采關系不平衡或者抽吸參數過小等原因，油套空間中液面過低，低于或近于篩管入液口，泵筒進液量較少，示功圖同樣顯示為刀把狀。

示功圖方面區分：篩管堵通常為異物堵塞篩管所導致。當堵塞物為蠟和死油時，示功圖出現阻尼線；當砂礫堵塞篩管時，由于砂礫的運動和砂體表面的不規則性，使得抽吸過程中進入泵筒的液體是不均勻的，示功圖出現鋸齒，如圖5所示。供液不足時示功圖相對光滑，如圖6所示。

圖5 篩管堵示功圖

動液面方面區分：篩管堵與供液不足在動液面上有很明顯的區別，供液不足表明井筒周圍流體不足，動液面在200 m以下，不夠供應正常的生產。篩管堵的動液面一般較高，由于抽油機抽吸不上液體，而周圍水井的供給不變，因此液面被憋高。

產量方面區分：篩管堵時油井產液量降低明顯，而供液不足時產量變化不大，因此需要多種方法綜合分析，以減少作業井的誤檢，降低檢泵率。

圖6 供液不足示功圖

1.4 游動閥漏失與固定閥漏失比較判別

由于結蠟、磨損等原因，抽油泵發生漏失現象，其中由于游動閥原因和固定閥原因發生的漏失示功圖相近，均較正常示功圖圓滑。其區別在于：當游動閥漏失時，抽油桿加載減緩，示功圖左上角變圓；當固定閥漏失時，卸載延緩，示功圖右下角變圓，如圖7所示。雙閥漏失，示功圖整體變圓，如圖8所示。油井結蠟嚴重時，抽油桿及柱塞往復運動會受到一定阻力和產生一定的伸縮，閥與閥罩之間由于結蠟變得有縫隙，液體從縫隙中漏失；由于結蠟導致的閥漏失通常表現為雙閥同時漏失，因此，特別是在雙閥漏失檢泵前應先進行高壓熱洗車熱洗，排除結蠟對抽油泵的影響。

圖7 固定閥漏失示功圖

圖8 雙閥漏失示功圖

憋泵方面區分：可以利用雙憋法區分游動閥漏失與固定閥漏失，即上死點和下死點各停憋一次。柱塞停憋在上死點時，游動閥關閉，固定閥打開，如果壓力穩不住，則游動閥漏失。柱塞停憋在下死點時，游動閥打開，固定閥關閉，如果壓力穩不住，則固定閥漏失。

2 應用效果

應用易混淆泵況井診斷方法進行判斷，可以有效區分易混淆井，較少誤檢損失。2017年應用后，減少診斷失誤15井次，減少躺井天數32天，減少罐車熱洗4井次，較少躺井損失油量45 t，累計節省資金約51.2萬元。

3 結論

1）桿斷脫與閥罩斷的區別在于桿斷脫示功圖在最小理論載荷線以下，閥罩斷在最小理論載荷線上。

2）油管漏與連抽帶噴區別在于油管漏示功圖順時針傾斜，憋泵油套同時起壓，連噴帶抽停憋起壓。

3）篩管堵與供液不足區別在于篩管堵沉沒度高，供液不足沉沒度低。

4）游動閥漏失與固定閥漏失區別在于游動閥漏失示功圖左上角變圓，柱塞在上死點不穩壓，而固定閥漏失示功圖右下角變圓，柱塞下死點不穩壓。

5）診斷油井泵況，應根據作用機理，結合示功圖、液面、憋泵等多種方法進行綜合判斷。