井口憋壓法在油井工況診斷中的應用

白陽

摘 要：記錄井口憋壓過程中壓力隨時間的變化過程，繪制出井口憋壓曲線，與理想狀態下的理論憋壓曲線對比分析，可以定性診斷深井泵和管柱的各種故障，判斷油井工況。多年的現場應用結果表明，該方法操作簡便易行，結果比較可靠，是采油現場的常用方法。

關鍵詞：憋壓;壓力;深井泵;抽油井

一、引言

油田開發進入高含水期后由于腐蝕、偏磨等原因，深井泵工作環境變差，導致出現各種故障，嚴重影響油井的正常生產。因此必須關注深井泵的運行，在出現故障后及時判斷故障原因，制定合理措施，及時回復生產。在油井生產管理中，通過井口憋壓來分析和判斷深井泵工況具有易操作、簡單快捷的特點，是一種常用的診斷方法。

二、理論依據

1.深井泵工作原理

油田所用有桿深井泵是一種往復泵，地面抽油機懸點的上下往復運動，通過抽油桿傳遞至深井泵。抽油桿上行時，活塞隨之上行，活塞上的游動閥受上方液柱壓力作用而關閉。此時泵筒內壓力降低，固定閥在油套環空的液柱壓力與泵筒內壓力差的作用下被打開。此時井口排出液體、泵內吸入液體（圖1（a））。

抽油桿下行時，活塞隨之向下運動，固定閥受重力作用關閉。泵筒內壓力上升，當泵內壓力大于活塞上部液柱壓力時，游動閥被頂開。泵筒內的液體，在壓力作用下，通過游動閥進入活塞上部，井口同時排出液體（圖1（b））。

2.理論憋壓曲線

理論憋壓曲線，就是假設在地層供液能力充足但沒有噴勢，產液中不含氣體，因此產液是純液流壓縮系數很小，可以忽略不計。油管和深井泵沒有漏失，井口沒有滲漏。根據抽油泵工作原理，在關閉井口閥門后，通過抽吸可使井口油壓從0MPa上升到一定數值，壓力值在停抽后保持不變（圖2）。

三、井口憋壓法診斷深井泵工況

1.憋壓過程操作

井口憋壓操作較為簡單，憋壓前先關閉井口回壓閥門，安裝壓力表，然后啟動抽油機，隨著抽油機運轉井口壓力上升。記錄壓力和對應的時間點，繪制成曲線，和理論曲線進行對比，可以判斷深井泵的工作狀況。

2.憋壓數據分析

根據記錄好的憋壓數據，繪制出實際憋壓曲線后，與理論憋壓曲線進行對比，分析判斷深井泵的工作狀況。

2.1 深井泵正常的憋壓數據

當油井生產正常時，抽油桿上行和下行均排液，此時憋壓在沒有氣體影響的情況下，壓力值是持續上升的，因為液體壓縮性小，壓力上升速度會越來越快，停抽后壓力值保持不變，說明井內的管柱和工具工作正常（圖3）。

2.2游動凡爾漏失

游動凡爾漏失導致產液量下降的表征和固定凡爾一致，但憋壓數據差異明顯。游動凡爾關閉不嚴而固定凡爾工作正常，穩壓數據可保持不變（圖5）。憋壓過程中由于游動凡爾存在漏失，固定凡爾工作正常，在上行時，活塞上行壓縮其上方液柱，井口憋壓數據逐漸上升，游動凡爾的漏失量隨井口壓力上升而增大。此時憋壓數據表現為壓力上升變緩。此時固定凡爾工作正常，油管內的液體無法回流，井口壓力不變。

2.3供液不足或固定凡爾漏失（有產量）

地層供液能力不足導致產液量下降，泵筒充滿程度低，此時井口憋壓抽油桿上行壓力上升，下行開始初期，壓力下降，活塞接觸泵筒內液面后，壓力開始上升。憋壓曲線呈現出波浪式上升且停抽后可穩壓（圖4）。當出現這種情況時，可以通過增加對應注水井的注水量，下小泵深抽或降低油井沖次改善工況。

固定凡爾漏失時泵效降低，產量降低，憋壓時上行壓力上升，下行壓力下降，由于游動凡爾正常工作，壓力仍然可以上升且能穩壓。

供液不足與固定凡爾漏失的憋壓曲線形態相似，區別在于固定凡爾漏失時，下行過程壓力不會上升。可通過測試示功圖區分這兩種工況。

2.4雙凡爾漏失

油井發生雙凡爾漏失且井口還有一定產量的情況較為少見。在這種情況下進行憋壓操作，上行壓力上升，下行壓力下降，井口壓力總體趨勢仍然可以保持上升，但是當壓力上升到漏失量與吸入量相等后就不再上升，該值取決于漏失量的大小。停抽后壓力持續下降，壓力下降速度隨壓力值降低而減緩（圖6）。出現這種情況的原因與漏失程度有關，上行過程中，游動凡爾關閉，漏失量小于排出量，活塞壓縮其上方液柱，使壓力上升;下行時，固定凡爾漏失，壓力下降。停抽后，由于游動凡爾和固定凡爾均漏失嚴重，因此，井口壓力持續下降，直至壓力降至與回壓一致。

2.5氣鎖或固定凡爾漏失嚴重（無產量）

深井泵發生氣鎖或固定凡爾漏失嚴重，井口無產液時，啟動抽油機進行憋壓，上行時活塞壓縮上方殘留液柱，壓力上升，下行時壓力下降到初始的油壓（管線回壓）值，油井由于無產液，井口壓力不會持續上升，說明此時發生氣鎖或固定凡爾漏失嚴重（圖7）。區分到底屬于何種工況，可結合示功圖判斷。

2.6油管漏失

井內油管由于腐蝕或偏磨產生漏失，此時若井口仍有一定產量，也可通過憋壓法結合示功圖判斷。深井泵游動凡爾和固定凡爾工作正常，憋壓初期上下行過程中井口壓力正常上升。隨著壓力升高，漏失量增大，壓力上升趨勢變緩，當漏失量和深井泵排液量相同時，壓力不在上升。停抽后井口壓力持續下降無法穩壓（圖8）。此種工況下，示功圖形狀正常，載荷大小與漏失點深度有關。隨生產時間延長，此種工況油井產量逐漸下降直至躺井。

四、結論

1、有桿抽油機井井口憋壓操作與示功圖配合分析，可診斷出深井泵常見故障情況。

2、在油井生產管理中，利用憋壓曲線診斷出工況問題后，對部分工況異常井可采取碰泵、洗井、水井調配、生產參數調整等措施，可恢復正常而不必檢泵作業。

3、井口憋壓法用于采油日常管理，是工況診斷的重要手段，現場操作工人應熟練掌握。

參考文獻

[1]鄒艷霞﹒采油工藝技術[M]﹒北京：石油工業出版社，2006：230～231。