淺析示功圖和電流變化判斷油井工況

董泓鑠

摘要：抽油機在正常生產(chǎn)過程中，上下行電流是平穩(wěn)的，示功圖形狀變化也不大，當(dāng)這兩個動態(tài)參數(shù)發(fā)生異常時，很可能出現(xiàn)油井工況問題，因此，應(yīng)采取相應(yīng)措施進行處理，使油井生產(chǎn)恢復(fù)正常。文章分析了抽油機上下行電流與示功圖變化特點，并結(jié)合實例，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，指出實際操作中應(yīng)兩者結(jié)合判斷，綜合考慮，才能準(zhǔn)確判斷油井工況。

關(guān)鍵詞：抽油機;電流;示功圖;故障診斷

油田開發(fā)的最小單元就是采油井，每口抽油機的生產(chǎn)是否正常，關(guān)系到油田開發(fā)與生產(chǎn)的效果，如果采油井一旦出現(xiàn)故障，生產(chǎn)就要受到影響，氣產(chǎn)量就會降低，某些動態(tài)參數(shù)就會發(fā)生一定變化，只要在檢測過程中及早的發(fā)現(xiàn)動態(tài)參數(shù)的變化，并加以分析、判斷，再根據(jù)具體情況采取具體措施才能使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。在動態(tài)參數(shù)中，抽油機上下行電流及示供圖是反映油井工況異常最明顯、最快捷的動態(tài)參數(shù)。通過分析示供圖，可以知道抽油機負荷的變化、泵的工作狀況，各項參數(shù)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機井工作狀況，從而及時調(diào)整工作制度。本文重點介紹抽油機泵漏失、桿斷脫和桿卡等幾種常見情況。

1抽油機上下行電流與示功圖變化特點

在生產(chǎn)過程中，通過所轄區(qū)快油井動態(tài)參數(shù)的實時監(jiān)測，總結(jié)、歸納出抽油機上下行電流、示功圖的變化規(guī)律，（表1）經(jīng)驗證，利用這些動態(tài)參數(shù)判斷油井工況具有良好效果。

2應(yīng)用實例與效果

利用抽油機上下行電流、示功圖變化規(guī)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(fù)油井生產(chǎn)。

2.1抽油機泵漏失判斷

2.1.1泵漏原因分析

抽油泵正常生產(chǎn)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(nèi)液柱作用下而關(guān)閉，并排出活塞沖程一段液體。與此同時，泵桶內(nèi)壓力下降，在環(huán)形空間的液柱壓力作用下，固定凡爾打開，井內(nèi)液體進入泵內(nèi)，占據(jù)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(dāng)泵內(nèi)壓力超過油管內(nèi)液柱壓力時，泵內(nèi)液柱即頂開游動凡爾，并將載荷轉(zhuǎn)移到油管內(nèi)。泵漏失有三種情況：一種是球座是否刺損或球磨損，二是凡爾球有雜物或其他硬物墊住，使球與球座密封不嚴，三是由于結(jié)蠟影響，使凡爾不工作。第一種情況只能通過作業(yè)處理，第二、三種情況可以通過熱洗處理，處理不好只能作業(yè)處理。處理和預(yù)防泵漏失對兩率的貢獻極大，在每年的檢泵作業(yè)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的情況。只有診斷準(zhǔn)確，才能為下步處理提供指導(dǎo)方法，因此提高異常井診斷的準(zhǔn)確率，對降低兩率起著相當(dāng)重要的作用，尤其是對泵漏失勁的處理。

2.1.2利用功圖判斷漏失類型

由于抽油泵工作環(huán)境十分惡劣，機械磨損或井下液體的腐蝕都會導(dǎo)致抽油泵漏失、失靈等故障，泵漏失可分為游動凡爾漏失、固定法爾漏失、雙凡爾漏失。（1）游動凡爾漏失。現(xiàn)象：量油產(chǎn)量下降、示供圖增載緩慢、液面上升、上行電流比正常時小，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(wěn)壓，游動凡爾漏失穩(wěn)不住。（2）固定法爾漏失。現(xiàn)象：量油產(chǎn)量下降、示功圖卸載緩慢、液面上升、上下行電流正常，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(wěn)住，固定法爾漏失穩(wěn)不住。（3）雙凡爾漏。現(xiàn)象：量油產(chǎn)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，憋壓壓力上升，穩(wěn)壓穩(wěn)不住。

2.2抽油桿斷脫

2012年8月21日發(fā)現(xiàn)某井上、下行電流、示功圖有明顯變化，從曲線上看上行電流突然下降，下行電流突然上升，有查看示供圖，發(fā)現(xiàn)示功圖載荷明顯減小，圖形變窄，說明井下負荷突然減小，從參數(shù)和圖形分析該異常為斷脫，經(jīng)過與巡井工人聯(lián)系，現(xiàn)場查看證實為抽油桿斷脫。原因分析抽油機正常生產(chǎn)時懸點的最大載荷主要有兩個方面構(gòu)成。一是抽油桿自身重量，另一個是液體重量，懸點的載荷只有斷點以上剩余桿的自重，當(dāng)然要比原來小，只是由于抽油桿與井筒中液體摩擦力的作用，才使上下載荷線不重合，摩擦力大上下載荷線之間的差就相對大一些，反之就小一些。當(dāng)抽油桿上沖程時，由于井下一端負荷小，平衡塊要靠電機做功才能將他舉升上去，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。

2.3皮帶斷

2013年2月5日發(fā)現(xiàn)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偷停，經(jīng)采油站人員現(xiàn)場驗證為皮帶斷。原因分析：當(dāng)抽油機皮帶斷后，電機處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，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，油井偷停抽與皮帶斷特征相似，這些只是地面故障，不會影響示功圖的變化。

2.4井卡

2013年4月18日發(fā)現(xiàn)某井上下電流同時突然升高，又查看示供圖，發(fā)現(xiàn)示功圖明顯改變，從參數(shù)和圖形分析該異常為井卡，經(jīng)尋井人員現(xiàn)場查看核實為井卡。分析井卡后柱塞在泵同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(fù)彈性變形，到卡死點后抽油桿柱被壓縮而發(fā)生彎曲，所以在卡死點的前后段示供圖會有兩個斜率段，由于柱塞被卡，導(dǎo)致抽油泵不能抽出液體。

3結(jié)論與認識

（1）通過遠程監(jiān)控技術(shù)實時檢測油井電流、載荷、示功圖等參數(shù)變化，可及時判斷油井生產(chǎn)情況，排除故障，實現(xiàn)降本增效。

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

（3）當(dāng)采油井的電流、示功圖發(fā)生變化時，井下工況很可能發(fā)生了異常，單獨應(yīng)用上下行電流或示功圖判斷油井工況還就有局限性，兩者應(yīng)結(jié)合判斷，有時同一現(xiàn)象可以有不同原因造成，應(yīng)綜合參考其他參數(shù)進行判斷，才能使工況判斷更準(zhǔn)確。

參考文獻：

[1]中國石油天然氣集團公司人事服務(wù)中心編.石油工人技術(shù)等級培訓(xùn)教材：采油工.北京：石油工業(yè)出版社，1995.

[2]鄒根寶主編.采油工程.北京：石油工業(yè)出版社，1997.