抽油井示功圖應用實例與調整效果分析

王海霞 王海榮

【摘 要】現場可以通過對抽油井示功圖的實時采集和對比分析，能夠快速并準確地識別油井故障，獲知抽油泵的工作狀況，從而可以選擇合理的采油工作制度和檢泵措施，并提出相應的抽油井技術管理辦法。文章分析了抽油井沖程上、下行電流與示功圖變化特點，分析了皮帶斷、抽油桿斷脫、井卡等情況下上、下行電流與示功圖的具體變化，以準確診斷分析抽油井故障。

【關鍵詞】抽油機；示功圖；泵漏失；故障分析

示功圖是反映抽油機懸點載荷隨其位移變化規律的封閉曲線，其縱坐標為抽油機的懸點載荷，橫坐標為抽油機的沖程。示功圖可以定性地分析抽油泵的工作情況，是了解泵在井下工作狀況的重要手段。抽油井出現故障，生產就要受到影響，通過分析、判斷，再根據具體故障采取具體措施才能使油井恢復正常生產。在動態參數中，抽油機上、下行電流及示功圖是反應油井工況異常最明顯、最快捷的動態參數。通過分析示功圖，可以知道抽油機負荷的變化、泵的工作狀況，各項參數配合是否合理，是否受到砂、蠟、氣、水的影響，油層供液能力是否充足，抽油桿工作是否正常等，由示功圖及時診斷抽油井工作狀況，從而及時調整工作制度。

1、抽油井示功圖應用實例與調整效果分析

抽油機在生產過程中，通過所轄區塊油井動態參數的實時監測，總結、歸納出抽油機上、下行電流、示功圖的變化規律，經驗證，利用這些動態參數判斷油井工況具有良好效果。通常可以利用抽油機上下行電流、示功圖變化規律，對地面故障、井下故障等油井工況進行判斷，及時采取措施恢復油井生產。

1.1抽油機泵漏失判斷

1.1.1泵漏原因分析

抽油泵正常生產時，上沖程，抽油桿帶動活塞向上運動，活塞上游動凡爾在油管內液柱作用下而關閉，并排出活塞沖程一段液體。與此同時，泵筒內壓力下降，在環形空間的液柱壓力作用下，固定凡爾打開，井內液體進入泵內，占據活塞所讓出的空間；下沖程，抽油桿帶動活塞向下運動，泵筒液柱受壓縮，壓力增加，當此壓力等于環空液柱壓力時，固定凡爾靠自重而關閉。活塞繼續下行，泵內壓力升高，當泵內壓力超過油管內液柱壓力時，泵內液柱即頂開游動凡爾，并將載荷轉移到油管內。泵漏失有三種情況：一是球座是否刺損或球磨損，二是凡爾球有雜物或其它硬物墊住，使球與球座密封不嚴，三是由于結蠟影響，使凡爾不工作。第一種情況只能通過作業處理，第二、三種情況可以通過熱洗處理，處理不好只能作業處理。處理和預防泵漏失對兩率的貢獻極大，在每年的檢泵作業井中也都存在著起出桿管泵無異常，說明在異常井診斷上有失誤，存在處理方法不到位情況。

1.1.2利用功圖判斷漏失類型

由于抽油泵工作環境十分惡劣，機械磨損或井下液體的腐蝕都會導致抽油泵漏失、失靈等故障，泵漏失可分為游動凡爾漏失、固定凡爾漏失、雙凡爾漏失。①游動凡爾漏。現象：量油產量下降、示功圖增載緩慢、液面上升、上電流比正常時小，下電流正常，憋壓時上沖程壓力上升緩慢。將驢頭停在上死點穩壓，游動凡爾漏失穩不住。②固定凡爾漏。現象：量油產量下降、示功圖卸載緩慢、液面上升、上電流正常，下電流正常，憋壓時上沖程壓力上升，下沖程壓力下降，壓力憋得越高，上下沖程壓力變化越大，將驢頭停在下死點穩壓，固定凡爾漏失穩不住。③雙凡爾漏。現象：量油產量下降，液面上升，增載卸載都很緩慢，圖形圓滑，漏失嚴重時的功圖與斷脫功圖相似，憋泵壓力上升，穩壓穩不住。

1.2抽油桿斷脫

2016年7月19日發現某抽油井上、下行電流、示功圖有明顯改變，從曲線看上行電流突然下降，行電流突然上升，又查看示功圖，發現示功圖載荷明顯減小，圖形變窄，說明抽油井的井下負荷突然減小，從參數和圖形分析該異常為斷脫，經過與巡井工人聯系現場查看證實為抽油桿斷脫。當抽油桿上行程時，由于井下一端負荷小，靠平衡塊就能將驢頭拉起，電機做功小，因此電流下降，下行時，由于井下負荷小，平衡塊要靠電機做功才能將它舉升上去，電機做功大，所以電流上升。斷脫的部位越靠上，抽油桿上部越輕，上行電流下降越多。

1.3井卡

2016年4月7日發現某抽油井上、下行電流同時突然升高，又查看示功圖，發現示功圖明顯改變，從參數和圖形分析該異常為井卡，經與巡井人員取得聯系現場查看核實為井卡。分析井卡后柱塞在泵筒無法移動只有抽油桿的伸縮變形，上沖程中懸點載荷先是緩慢增加，將被壓縮而彎曲的抽油桿柱拉直，到達卡死點位置后，抽油桿柱因受拉而伸長，懸點載荷大幅度增加，下沖程中先是恢復彈性變形，到卡死點后抽油桿柱被壓縮而發生彎曲，所以在卡死點的前后段示功圖會有兩個斜率段，由于柱塞被卡，導致抽油泵不能抽出液體。

1.4皮帶斷

2016年5月發現某井上、下行電流明顯下降，從曲線上看，該井電流突然下降，與此同時溫度也隨之下降，綜合分析該異常為皮帶斷或油井偷停，經巡井人員現場驗證異常為皮帶斷。當抽油機皮帶斷后，電機處于空轉狀態，抽油泵停止工作，做功減少，所以電流下降，由于沒有液體抽出，溫度也隨之下降，抽油井偷停與皮帶斷特征相近，這些只是地面故障，不會影響示功圖的變化。

2、示功圖及調整措施

2.1供液不足

供液不足的示功圖一般表現為增載正常，卸載延遲，卸載線和增載線平行，圖形呈刀把狀。主要原因為供液不足的井液面較低，只有當泵內柱塞遇到液面后才開始卸載造成的。供液不足的井大多油層能量低、無法滿足泵排量的需求，是低產主要原因。調整措施一般為下調工作制度、關井恢復液面，或者上修加深泵掛等。

2.2氣體影響

氣體影響的示功圖一般表現為增載正常，卸載為圓弧狀。主要原因為液面較深，當套壓太高氣體進入泵桶導致。氣體影響的井大多油層能量低、液面較深，沉沒度小，也是低產主要原因。調整措施一般為安裝定壓泄氣閥，或者上修加裝氣錨等。

2.3斷桿

抽油桿斷脫的示功圖圖形為一條線，無明顯的增、卸載，功圖位于正常載荷的中下部位，桿斷位置決定桿斷后示功圖的位置。現場表現為井口不出液，電流及抽油機不平衡，井口憋壓不起壓等。若斷脫位置較淺，可直接上吊車打撈，否則直接上修檢泵。

2.4井筒乳化、油稠

乳化、油稠的示功圖為上負荷線高于最大理論負荷線，下負荷線低于最小理論負荷線，圖形比較肥胖，四角圓滑。圖形產生變異，但泵總體做功面積和充滿系數較高，排液仍然正常，出液性質變化。主要對進泵液體降粘，可采取環空加藥，亦可采取環空加熱措施，或者采用反饋抽稠泵機抽。

3、幾點認識

（1）通過遠程監測技術實時監測油井電流、載荷、示功圖等參數變化，可及時判斷抽油井生產情況，排除故障，實現降本增效。

（2）在電流互感器發生損壞時，電流變化可造成假異常現象，因此，要及時維護各個采集部件。

（3）當抽油井的電流、示功圖發生改變時，井下工況很可能發生了異常，單獨應用上、下行電流或示功圖判斷油井工況還具有局限性，兩者應結合判斷。

（4）抽油井的工況相當復雜，不僅僅只受單一因素影響，而是受兩種或多種因素相結合的影響，通過抽油井示功圖的對比分析，找出目前影響生產的最主要因素，提出合理的解決辦法。

【參考文獻】

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