油井提效增產(chǎn)技術(shù)參數(shù)分析與優(yōu)化應(yīng)用

楊艷波 梁爽 隋磊 趙棟 楊懷華

摘要：抽油井的泵效的主要影響因素是產(chǎn)液量與理論排量，在生產(chǎn)管理過程中，要想控制好泵效指標(biāo)必須全面分析原因，制定合理、有效的方案制度。影響泵效的主要因素為兩大類：產(chǎn)液量的變化；理論排量的變化。而提高泵效的方法也就分成提高產(chǎn)液量和降低理論排量?jī)蓚€(gè)方面。需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，結(jié)合合理區(qū)控制圖，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)，提高油井舉升設(shè)備與油層工作狀況的相互協(xié)調(diào)性，保證泵效合理。為優(yōu)化工程技術(shù)參數(shù)，提高泵效，分析認(rèn)為漏失、氣體影響占主要因素，沖次調(diào)整不大時(shí)，K值為常數(shù)1，沖次調(diào)整較大時(shí)，氣體影響加劇，造成泵效下降，調(diào)整越大，泵效越低，可在分析基礎(chǔ)上合理調(diào)整泵效，降低能耗。

關(guān)鍵詞：油井泵效；技術(shù)參數(shù)；相關(guān)性；優(yōu)化調(diào)整

1沖次調(diào)整與泵效關(guān)系

影響油井泵效的主要地質(zhì)因素有油層能量、油層結(jié)構(gòu)及物性、產(chǎn)出液體物性等3個(gè)方面。（1）油層能量的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油層能量相對(duì)高，供液能力強(qiáng)，則油井泵效相應(yīng)也高。反之，油層能量相對(duì)低，供液能力弱，則油井泵效相應(yīng)就低。由于地層能量得不到補(bǔ)充而導(dǎo)致供液不足，泵效、生產(chǎn)效益低，有待加強(qiáng)注水開采工作。這也是提高這些區(qū)塊油井

泵效的根本措施。（2）油層結(jié)構(gòu)、物性的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油層結(jié)構(gòu)、物性是影響泵效的重要地質(zhì)因素之一。如果油層屬于結(jié)構(gòu)疏松、膠結(jié)不好的砂巖，則油井生產(chǎn)過程中容易出砂，砂粒磨損抽油泵的凡爾球、凡爾座、活塞、襯套等部件，導(dǎo)致泵漏，泵效降低。或者出砂導(dǎo)致固定凡爾、游動(dòng)凡爾卡住失效，甚至造成砂埋生產(chǎn)管柱，大大降低泵效或泵

完全失效。要減輕這個(gè)因素的影響，提高油井泵效，鑒于經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等條件限制，側(cè)重于在定n，s，p、選泵、優(yōu)化管柱、維護(hù)措施等方面做大量工作。據(jù)區(qū)塊油井情況確定相應(yīng)的n，s，p及合理的生產(chǎn)制度，大大提高了泵效。（3）油井產(chǎn)出液體物性的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油井產(chǎn)出液體的物性對(duì)油井泵效也有重要的影響。如液體含砂多、含蠟高、易結(jié)蠟、含氣量大、油稠、粘度大等等都會(huì)對(duì)泵效有很大的影響。歸結(jié)起來(lái)主要有3個(gè)方面：一是氣體的影響；二是漏失。包括凡爾的漏失和柱塞與泵筒之間的漏失；三是沖程損失。但對(duì)目前分析的沖次調(diào)整油井影響泵效來(lái)說(shuō)，主要因素是氣體影響造成。

2沖次調(diào)整影響泵效分析

在油田開采中后期的油井或動(dòng)液面低的油井，特別是高氣液比的油井，氣體是影響抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲過程中，泵腔泵筒內(nèi)下游動(dòng)閥與固定閥之間的部分內(nèi)存在游離氣、溶解氣。泵上沖程時(shí)，若泵腔內(nèi)的壓力低于氣體溶于液體的飽和壓力，溶于液體中的氣體就會(huì)從液體中分離出來(lái)。當(dāng)泵腔內(nèi)的溫度低于原油中某些組分的臨界溫度時(shí)，壓力的降低還會(huì)引起這些液態(tài)組分部分地向氣態(tài)轉(zhuǎn)化，成為凝析氣。這些氣體占據(jù)泵腔的部分體積，會(huì)降低泵的充滿度，從而降低了泵效。泵下沖程時(shí)，泵腔內(nèi)氣液兩相流體被壓縮，直到泵腔內(nèi)壓力大于游動(dòng)閥上部的壓力時(shí)，游動(dòng)閥才打開，將泵腔內(nèi)的原油排出。含氣油井中的抽油泵閥球一般都會(huì)開啟滯后，當(dāng)在泵腔內(nèi)的氣體所占據(jù)的體積足夠大時(shí)，不但下沖程時(shí)游動(dòng)閥打不開，甚至上沖程時(shí)固定閥也有可能打不開，整個(gè)上、下沖程中只是腔內(nèi)氣體在膨脹和壓縮，而沒有液體舉升，此時(shí)抽油泵出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象，無(wú)法正常工作。

2.1 泵腔內(nèi)的壓力

含氣油井中的抽油泵，在上沖程時(shí)，固定閥和游動(dòng)閥之間會(huì)有氣體聚積，若沒有相的變化即泵腔內(nèi)的油在壓力降低時(shí)無(wú)凝析氣產(chǎn)生，則泵腔內(nèi)的壓力變化可根據(jù)氣體的狀態(tài)變化規(guī)律近似地表示為公式：

（1）

式中：Pux一柱塞在上沖的X位置時(shí)，壓縮腔內(nèi)的壓力，MPa；X一柱塞相對(duì)于上沖開始時(shí)的位置，m；Pi一游動(dòng)閥關(guān)閉瞬間，壓縮腔內(nèi)的壓力，近似于泵的排出壓力，MPa；Pa一泵的排出壓力，MPa；Vg一在上沖開始，當(dāng)游動(dòng)閥關(guān)閉時(shí)，固定閥與游動(dòng)閥之間聚積的氣體體積，m；Vx一當(dāng)柱塞在X位置時(shí)，柱塞上行讓出的體積，m；Lg一在上沖開始，當(dāng)游動(dòng)閥關(guān)閉時(shí)，固定閥與游動(dòng)閥之間被聚積的氣體有效長(zhǎng)度，m；y一泵腔內(nèi)氣體的比熱比定壓比熱與定容比熱之比值。等溫膨脹或壓縮時(shí)，氣體的比熱比y=1；絕熱膨脹或壓縮時(shí)，甲烷在大氣壓下，y=1.303。

2.2 含氣油井的抽油泵泵效計(jì)算公式：

如果泵吸人處的氣/液體積比即油氣比是m，則抽油泵泵效為：

（2）

3泵效分析

很明顯，由式（2）可看出，要提高含氣油井的抽油泵泵效，需要從以下幾個(gè)方面做工作。

3.1 降低Pa/Po比值。常規(guī)泵的排出壓力P由下泵深度決定，只有提高泵的吸人壓力PoP，即增加泵的沉沒度，才會(huì)提高泵效。但隨著沉沒度的不斷增加，會(huì)加劇氣的產(chǎn)生，即會(huì)加大玩，所以有一個(gè)最佳沉沒度；另外，隨著沉沒度的不斷增加，還會(huì)因沖程損失及漏失的可能性增加而降低泵效。

3.2加大沖程S，提高抽油泵的壓縮比。降低沖次n。隨著沖次的降低，泵腔內(nèi)的壓力變化速度就會(huì)減慢，腔內(nèi)從原油中分離出的溶解氣就會(huì)減少，坑和玩都會(huì)減小。同時(shí)，每一沖程的排油時(shí)間就長(zhǎng)，油氣在進(jìn)泵前就會(huì)有較長(zhǎng)的分離時(shí)間，減少了進(jìn)人泵腔的氣體。

3.3減小余隙容積。坐泵后，要使游動(dòng)閥與固定閥在沖程的下死點(diǎn)位置時(shí)盡可能接近而又不發(fā)生碰撞，即坐泵后要提防沖距盡可能小，從而提高抽油泵的壓縮比。已定期放掉套管氣。這有利于油套環(huán)空間井液溶解氣的分離，降低進(jìn)人泵腔前井液的油氣比，從而提高泵效。但因氣體釋放不均勻易造成地層出砂。其他因素不變，僅沖次調(diào)整可知，油井沖次上調(diào)后泵效降低。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）影響泵效的因素有氣體的影響、漏失，以及沖程損失。（2）對(duì)油氣比較高的油井來(lái)說(shuō)，目前分析的沖次調(diào)整油井影響泵效來(lái)說(shuō)，主要因素是氣體影響造成。（3）當(dāng)沖次調(diào)整較小時(shí)（小于0. 88），氣體影響不大，K值接近1；當(dāng)沖次調(diào)整較大時(shí)（大于1. 4），氣體影響較大，K值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。（4）油田調(diào)整參數(shù)油井井?dāng)?shù)較多，提掖增產(chǎn)成為一種增產(chǎn)手段，因此合理調(diào)整泵效，降低電耗和增產(chǎn)，成為不可或缺的方法。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中國(guó)石油化工股份有限公司

勝利油田分公司河口采油廠）