關于抽油機井泵效幾大影響因素及對策的探討

張海軍（大港油田第一采油廠，天津300280）

0 引言

在抽油機采油過程中，降低能源消耗，提高泵效和開發效率一直是開發方向和目標，實際應用中還要統籌考慮地質方面因素與抽油泵參數匹配關系，下面從幾方面做簡單探討。抽油機井泵效概念[1]：抽油機井的實際產液量與泵的理論排量之比的百分數。泵效的數學表達式為：η＝（Q實/Q理）×100%，其中η—泵效%，Q實—日實際產液量，Q理—每日泵理論排量。泵效是衡量抽油泵工作狀況好壞的重要參數，也是反映油井管理水平的一項重要技術指標。

1 影響抽油機井泵效幾大因素

1.1 工作制度對泵效影響

抽油機采油實際上是抽油泵將油層中的流體舉升至地面過程，如果工作制度選擇不合理，不僅會對油層造成破壞，也會造成能耗高、泵效低不利結果。現就抽油機井工作制度對泵效影響分析如下

1.1.1 沖程影響

主要是防沖距大小和沖程損失的影響。防沖距是抽油機光桿在下行過程中為了防止活塞撞擊固定凡爾而上提的距離。防沖距過大是造成泵效低下因素之一，縮小防沖距也是提高泵效最經濟方法。沖程損失是指光桿沖程與活塞沖程之差，沖程損失的原因主要是上下沖程過程中抽油桿柱和油管柱承受交變載荷而產生的彈性伸縮，使活塞沖程小于光桿沖程，從而減少了活塞所讓出的體積，使得泵效降低。

1.1.2 沖次影響

在抽油泵桿活塞的上下往復運動中，完成井底內液體的抽吸，通常情況下液體的流動與活塞的機械運動存在滯后現象，所以沖次有一個優化問題，太快的沖次容易造成泵腔內液體來不及吐故納新，太慢的沖次雖然可提高泵腔的充滿度，但生產效率低下[2]。

1.1.3 油嘴影響

在抽油井生產中，油嘴也是其工作制度之一。油嘴太大，可降低生產壓差，提高油氣產量，但對于油氣比較高的油層，有可能造成油井底部脫氣，泵效下降，還容易造成油井出砂。油嘴太小，不但泵效得不到發揮，還會造成管柱憋壓，浪費能源，增加抽油泵機械系統的磨損。

1.1.4 泵徑影響

抽油泵泵徑是影響活塞抽吸量的重要參數，泵徑越大，一次吸入泵筒的流體就越多，單位流體與泵筒壁摩擦阻力就越小，有利于泵效提高。但泵徑越大舉升流體負荷也就越大，能耗也越高，對于能量充足油層還好，如果油層供液不足，反而造成泵效下降。

1.1.5 沉沒度影響

抽油泵的沉沒度提供了活塞舉升所需能量，增加沉沒度能夠增加抽油泵充滿系數，提高泵效，但沉沒度過大也必然增加泵的懸掛深度，增加抽油桿斷脫事故，同時也會因沖程損失而降低泵效。

1.2 原油物性對泵效影響

原油物性主要包括：原油的凝點、粘度、含蠟和密度等參數，對于凝點高、粘度大、含蠟高、密度小的原油，或其磨阻大，流動性差，或其表面張力小，造成泵筒內活塞抽吸時流體滯后現象，影響泵效。

1.3 含水率高低對泵效影響

在原油開采中，油水總是相伴而生，由于油和水的粘度不同，其流動性也有較大差異，在抽油泵抽吸其混合液時，不同含水率其物性有很大不同，統計顯示通常情況下含水率高低與泵效成正相關關系，即含水率越高泵效也越好。

1.4 油層能量大小對泵效影響

對于油層能量低的油井，往往受到供液不足影響，液體壓入泵筒速度也低，活塞運動吸入液體速度大于油層提供液體速度時，就會降低泵的充滿系數，導致泵效下降。

1.5 溶解氣對泵效影響

一般油層都是伴生氣油藏，特別是油氣比較大的油藏，在開采過程中如果壓差控制不合理，就會造成井底油氣在進入抽油泵前就開始分逸，此時，抽油泵抽吸過程中，泵筒內游動凡爾與固定凡爾之間存在游離氣和溶解氣。泵上行時，若泵筒內的壓力低于氣體的飽和壓力時，液體中的溶解氣就會從液體中分逸出來。泵下行時，泵筒內氣液兩相流體被壓縮，直到泵筒內壓力大于游動凡爾上部的壓力時，游動閥才被打開，將泵筒內的油氣排出，所以，伴生氣油藏的抽油泵凡爾一般都存在開啟滯后問題。當泵筒內的氣體所占據的體積足夠大時，不但上沖程時游動凡爾打不開，甚至下沖程時游動凡爾也關不上，整個上、下沖程中只是氣體在泵筒內膨脹和壓縮，而沒有液體的舉升，這也就是常說的“氣鎖”現象。

2 對策

針對影響泵效不利因素，可視情況制定相應對策，具體措施如下

2.1 優化工作制度

通過選擇工作制度保證適當生產壓差，既可提高泵效又保證油層能量充分利用，還不會造成油層脫氣出砂的最佳開采效果。

2.1.1 減小沖程損失方法

為了減小該損失，可結合相鄰井同油層能量大小，液面高低，采用適當縮減抽油泵泵徑方法減少管柱的彈性變形。對于油層壓力不穩定，氣體影響較大的采油井，也可采用油管錨將油井管柱的下端固定，來消除管柱的彈性變形[3]。

2.1.2 優選抽油泵的活塞沖次

每口井都有自己的油層能量、油氣比、原油物性，因此，也有自己的合理沖次，實際操作中既可用統計學方法，也可用試驗方法來獲取，找到符合該井自身的沖次參數。

2.1.3 合理油嘴也是提高泵效方法之一

在抽油井其它工作參數確定后，再做調整比較麻煩，成本較高，此時，調整油嘴大小是調整工作制度的一種簡便方法，可調整生產壓差，控制油氣分逸，提高泵效。該方法在生產應用中，需要針對每一口井做“一井一策”設計，然后驗證和應用，也可根據相鄰抽油井工作制度確定。

2.1.4 選擇合適的抽油泵泵徑

每口井都有自己地質參數，也有與之相匹配的生產參數，可參照生產相同油層的油井設定泵徑，也可根據油層壓力或液面高低選擇泵徑。

2.1.5 設計合理沉沒度

每口井的抽油泵沉沒度都有一個合理值，它關系到泵效、能耗、磨蝕等多個因素，因此在實際設計中，應結合該井以往經驗以及目前相鄰井生產情況做出選擇。

2.2 對于原油物性與泵效關系

在油田開發過程中，通過建立各個油層的原油物性數據庫，確立儲層中流體物性與各種開發方式中泵效的關系，日積月累不斷豐富開發數據庫，就可在實際工作中，用統計學方法優化各項參數，是最為科學的一種選擇方式。

2.3 對于含水率高低對泵效影響

由于含水率高低與泵效是正相關關系，在設計油層生產之初，可選擇低含水油層與高含水油層的合采，對低含水油層開采，也可直接用套管摻水方法降粘來提高泵效。

2.4 解決油層能量高低對泵效影響方式

采用先測試后制定方案方式，可通過油層測壓或測液面方式，如果是能量不足問題，則可通過提高油層壓力方式解決，比如：注水開發，對于有注水井的可視情況采取提高注水量方式解決。如果是油層滲透率低影響能量傳遞的問題，則可通過改善油層滲透率方式解決。

2.5 為了減少溶解氣對泵效影響

在不同情況下，通常采用不同方法，對于油層能量較高的采油井，采取控制套管壓力，充分利用油層能量舉升，提高油井泵效。

對于油氣比較高的采油井，通過控放套氣辦法，穩定動液面，達到油氣進入泵筒活塞以上再分逸方法，從而避免“氣鎖”提高泵效，對于已經發生“氣鎖”現象，可采取清水反洗井方式，將泵筒內氣體驅替出去。

對于氣量較少的抽油井，按規定測液面，通過控制套管壓力，摸索合理沉沒度方法，提高油井泵效。也可通過下放光桿，在保證活塞不碰泵的情況下，盡量減小防沖距，減小活塞與固定凡爾間余隙，降低氣體對泵效的影響。對于已知含氣量較大油層，在設計時可在油管柱底端增設氣錨解決。

3 結語

抽油機井泵效影響因素是多方面的，且很多時候也是相互交織、相互影響、相互制約的，實際應用中需要理論聯系實際，充分利用大數據和統計學知識，分析不變因素和可變因素，選擇確定合理工作制度、工藝設計、生產壓差，以期達到較為理想的泵效。