抽油機井合理沉沒度提高系統效率措施探討

劉錦秀 羊雅琴 孫建本

摘 要：通常情況下，抽油機井的下井效率主要是由沉沒度和泵效兩個參數來決定的。本文初步研究了兩者之間的相互影響因素，并根據對井下效率、有效揚程和沉沒度的推導，提出了一種通過改變沉沒度預測井下效率的方法.

關鍵詞：沉沒度；泵效；系統效率

1 系統效率的概念

抽油機井系統效率是衡量抽油機井能耗的重要經濟技術指標，它涉及到日產液量、沉沒度、油套壓和耗電量等多項參數，按工作性質可以將系統效率分為地面效率和井下效率。提高地面效率的方法很多，如更換節能電機、節能配電箱，保持電機皮帶輪的四點一線，三軸的定期加油，井口盤根的松緊度，保持較高的平衡率等多方面工作。而抽油機井的井下效率也是系統效率的重要組成部分，它與抽油泵的泵效和有效揚程有關。

2 井下效率的公式及相關參數推導

2.1井下效率與有效揚程的關系

抽油機井井下效率公式：

式中ηsb一一井下效率；

l—泵掛深度，（m）

h一一有效揚程，（m）

ηp一一泵效

有效揚程與沉沒度之間的關系式有：

式中hsb一一沉沒度，（m）

pwh-油壓，（mpa）

pc套壓，（mpa）

γ1—井中混合液的平均相對密度

在（1），（2）兩個公式中，山于油井的油層中部深度一定，所以它的泵掛深度l是一定的，而油壓pwh、套壓pc、井內混合液的平均相對密度γ1等三個參數從長期生產上看也是相對穩定的，由此可見井下效率的高低直接與沉沒度的大小、泵效的高低有關。

2.2 影響泵效的諸因素

影響泵效的因素主要有以下四個方面：（1）抽油桿柱、油管管柱的彈性變形對抽油泵柱塞sp的影響：（2）氣體和泵充不滿的影響，氣體進泵或泵的排量大于地層的供液能力，使柱塞讓出的泵筒空間不能完全被液體充滿：（3）漏失的影響，抽油泵的固定、游動凡爾與凡爾座，柱塞與泵筒的間隙，油管管柱之間都可能存在漏失：（4）經地面脫氣和冷卻后液體體積收縮的影響。

2.2.1柱塞沖程系數ηs

柱塞沖程系數ηs是井下有效沖程和地面實際沖程的比值，產液量一定的條件下，沉沒度越大，要求的下泵深度越大，即抽油桿柱的長度lp越長，沖程損失就越大，同時它還與泵徑、抽油桿桿徑有關。

2.2.2 泵的充滿系數ηp

在實際抽油井生產中，泵的吸入口壓力都會低于飽和壓力，沉沒度過低時，更會加劇氣體對泵效的影響，通常采用長沖程、低沖次來降低氣體對泵充滿程度的影響。

2.2.3 液體漏失系數ηl

抽油泵工作過程中的動態漏失量q漏的大小與漏失處兩端的壓差、漏失流體的過流面積和柱塞的運動速度等有關.在相同的泵況和抽汲參數條件下，漏失量取決于泵排出口壓力與吸入口壓力的差。

2.3合理參數的確定

由于從上面的公式分析可以看出，泵效涉及到的參數相對較多，計算公式也相對復雜，可以從沉沒度關系入手，通過改變油井沉沒度、即流壓，得到一系列相應的產量，同時比較容易的計算出泵效，代入公式（1），（2），就可以計算出該項措施的提高井下效率效果，井下效率提高，說明措施合理。

因此，井下效率ηsb僅與預見沉沒度hsb預和v理有關。由此可見可以通過設定合理的沉沒度來控制參數，從而達到提高井下效率的目的。

3 確定合理沉沒度提高系統效率的措施

3.1 調大參單井實例分析

通過單井分析，孤一區gdgb1xn27井目前沉沒度638.5m。所以該井流壓較高，有一定的潛力，準備制訂調大參數方案，該井的基礎數據如表1。

把己知的參數代入公式（4），可以計算出該井的目前流壓為p流=6.383mpa，可以計算出該井的目前采液指數為j液=8.54×103（t/d·m）。

將已知的各項參數，和預計達到的沉沒度，沖程、沖次、泵徑分別代入上述公式（1）、（2），就可以得到不同生產參數的預測產量和對應的井下效率（表2）。

通過以上6個方案對比，可以看出方案1的井下效率最高，方案5的產量最大，而方案3兼顧二者優點，所以在實施中選擇了方案3。現場實施3個月后，對數據進行了跟蹤對比（表3）：

通過對比效果，可以看出實際井下效率32.6%與計算值相差2.8個百分點，導致該差值出現的主要原因為產液量、沉沒度及油套壓與現場實際數值之間的誤差。

3.2 調小參單井實例分析

在2011年4月份孤一區單井的沉沒度只有26m，嚴重供液不足，為了改善泵況，提高井下效率，制定了調小參數的對比方案，具體生產參數見表6，并進行了生產參數和沉沒度的優化，計算方法同上，優化結果見表7。

經過對比，選擇方案3執行，現場實施2個月后，對數據進行了對比（表6）。

從表6可以看出，實際井下效率66.1%與計算值僅相差2.8，計算結果可靠，可以滿足生產的要求。因此，可以將其作為將來工作中節能降耗，提高系統效率的一種有效手段及預測方法。

4 結論及認識

（1）井下系統效率中的沉沒度與泵效之間存在著一定的關系，在現場管理中越接近這個合理區，井下效率越高。

（2）通過這種預測方法，可以優化合理沉沒度對應的沖程、沖次，還可以優化泵徑，優化區塊的合理參數。

（3）提高抽油井系統效率應首先提高井下效率，這是提高整體系統效率的關鍵。而確定合理的沉沒度則是提高井下效率的重要因素。

參考文獻

[1]盧建平 劉文業 等抽油機井合理沉沒度與泵效關系探討 《河南石油》 2002 第2期

[2]譚多鴻.抽油機井合理沉沒度的確定.《石油天然氣學報》 2007 第1期

（作者單位：勝利油田濱南采油廠）