薩南油田電泵井動(dòng)態(tài)控制圖修正與完善

李志偉（第二采油廠工程技術(shù)大隊(duì)）

一、前 言

電泵井動(dòng)態(tài)控制圖是直觀反映油井供排關(guān)系是否協(xié)調(diào)、抽汲參數(shù)匹配是否合理的實(shí)用性生產(chǎn)管理圖表工具。 通過(guò)跟蹤觀察油井所處圖中區(qū)域位置的變化規(guī)律， 便可快捷地掌握電泵井的生產(chǎn)狀況，對(duì)保證電泵機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，有針對(duì)性地進(jìn)行科學(xué)管理與上產(chǎn)挖潛，以及提高管理人員工作效率，具有重要的指導(dǎo)意義。

隨著油田開(kāi)發(fā)和精細(xì)化管理的不斷深入， 我廠早期編制的動(dòng)態(tài)控制圖的各區(qū)域界限確定方法已不能滿(mǎn)足當(dāng)前電泵井生產(chǎn)管理需要。 為此，依據(jù)石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5746-2009（潛油電泵動(dòng)態(tài)控制圖編制和使用方法），結(jié)合目前我廠水、聚驅(qū)電泵井生產(chǎn)特點(diǎn)，針對(duì)早期編制的動(dòng)態(tài)控制圖進(jìn)行修正與完善。

二、電泵井態(tài)控制圖繪制原理及區(qū)域劃分規(guī)范

（一）、動(dòng)態(tài)控制圖繪制原理

潛油電泵的排量Q 與總壓頭TDH 對(duì)應(yīng)關(guān)系反映在潛油電泵的排量——揚(yáng)程關(guān)系曲線(xiàn)上， 利用潛油電泵特性曲線(xiàn)中排量與揚(yáng)程的關(guān)系，同時(shí)考慮井液黏度和氣體影響，可得出井底流壓與排量效率的關(guān)系。

式中：m）；

τw——水產(chǎn)生的壓力梯度， 單位為單位為兆帕每米（MPa/

M——潛油電泵特性曲線(xiàn)中排量—揚(yáng)程關(guān)系曲線(xiàn)校正系數(shù)；

η——潛油電泵排量效率，用百分?jǐn)?shù)表示；

A，B，C——排量效率—揚(yáng)程曲線(xiàn)的回歸系數(shù)

（二）、原始動(dòng)態(tài)控制圖區(qū)域劃分標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)油田平均油層中部深度與平均下泵深度的關(guān)系， 潛油電泵特性曲線(xiàn)、原始物性等相關(guān)數(shù)據(jù)，選定潛油電泵的最大排量效率η 和油井的最大井底流壓pwf， 根據(jù)上述理論， 確定五個(gè)區(qū)域。過(guò)去研究的電泵井控制圖上界限起始點(diǎn)為0.5MPa，下界限起始點(diǎn)為5MPa，平均最佳區(qū)在η=60%和η=135%之間。在流壓—排量效率的最佳范圍的下界限η=60%的位置做一條垂線(xiàn)， 作為劃分合理區(qū)與參數(shù)偏大區(qū)的界限， 分別交于a，b 線(xiàn)于A，B 點(diǎn)，AB線(xiàn)即為控制圖的排量效率下限c 線(xiàn)。 同理，在η=135%的位置做一條垂線(xiàn)，作為劃分合理區(qū)與參數(shù)偏小區(qū)的界限，分別交于a，b線(xiàn)于D，C 點(diǎn)，CD 線(xiàn)即為控制圖的排量效率上限d 線(xiàn)。

三、 控制圖流壓計(jì)算方法修正與油層中部深度選值方法規(guī)范

目前，流壓的普遍計(jì)算公式為

根據(jù)油田公司標(biāo)準(zhǔn)， 油層中部深度選值不是射孔頂界與射孔底界的平均值，因此，本次選用如下公式規(guī)范油層中部深度的選值：

油層中部深度=(射孔頂界+射孔底界)/2 ……（2）

上面所介紹的計(jì)算流壓方法， 是在忽略天然氣所產(chǎn)生的影響，這樣，計(jì)算出的流壓值普遍偏高，與實(shí)際生產(chǎn)存在誤差。 由于目前受到氣影響的井較多，綜合各方面考慮，采用如下公式計(jì)算流壓（即三段法）：

四、電泵井動(dòng)態(tài)控制圖區(qū)域控制界限修正及完善

（一）、控制圖流壓及排量效率界限修正

1．井底流壓—排量效率上、下界限的起始點(diǎn)確定

2、井底流壓—排量效率上、下界限的曲線(xiàn)a,b 確定

（1）管損系數(shù) 的確定目前潛油電泵井所用的最大泵量為425m3/d， 最小排量為100 m3/d。100 m3/d 在排量效率為100%的情況下，，則泵隨排量效率的變化為

425m3/d 在排量效率為100%的情況下則泵隨排量效率的變化為

（2）泵因粘度、氣體影響的校正系數(shù)確定

潛油電泵井出廠時(shí)的特性曲線(xiàn)是以清水作為介質(zhì)做出的。用于油井時(shí)，井液的粘度和氣體都會(huì)產(chǎn)生影響，必須進(jìn)行修正。根據(jù)實(shí)測(cè)的電泵井揚(yáng)程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，確定其粘度、氣體影響的校正系數(shù)為0.58。

（3）潛油電泵的排量與揚(yáng)程關(guān)系曲線(xiàn)方程系數(shù)確定

目前， 我廠電泵井平均油層深度為1025 米， 平均泵深863米，平均流壓值為4.82MPa。泵深下得比較淺，導(dǎo)致本身流壓值偏高。 根據(jù)潛油電泵井實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，本著理論與實(shí)際相結(jié)合的原則，對(duì)流壓—排量效率下限界線(xiàn)a，將原來(lái)η2進(jìn)行修正η3，通過(guò)對(duì)201 口井實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸統(tǒng)計(jì)， 確定C＝1390，A＝120，B＝150。 根據(jù)下界線(xiàn)a，確定上界線(xiàn)b，進(jìn)而確定C＝1390，A＝238，B＝425。

3、排量效率上、下限c、d 線(xiàn)確定

新電泵井控制圖是在借鑒原始的控制圖基礎(chǔ)上，把水、聚驅(qū)分開(kāi)處理，根據(jù)油公司開(kāi)發(fā)部要求：水驅(qū)潛油電泵井合理排量效率控制在70%－125%， 聚驅(qū)電泵井合理排量效率控制在60%－140%，新電泵井泵況圖規(guī)定水驅(qū)泵效合理區(qū)在80%－120%，聚驅(qū)泵效合理區(qū)在70%—140%， 在參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5746－2009（潛油電泵動(dòng)態(tài)控制圖編制和使用方法），把上界限d由原來(lái)的做a 線(xiàn)的法線(xiàn)，改為做垂線(xiàn)。并在ly＝8 位置加一條水平線(xiàn)，以此限制流壓高、有自噴能力的井。

（二）、水、聚驅(qū)電泵井控制圖的建立

本次繪制的電泵井控制圖是把水、聚驅(qū)分開(kāi)處理，水驅(qū)泵效合理區(qū)在80%－120%，聚驅(qū)泵效合理區(qū)在70%－140%，并在ly＝8位置加一條水平線(xiàn)。 電泵井控制圖及描點(diǎn)統(tǒng)計(jì)圖如下：

（三）、原始控制圖與修正后控制圖的綜合對(duì)比

1、電泵井原始、修正后兩圖統(tǒng)計(jì)結(jié)果對(duì)比

為驗(yàn)證以前研究的控制圖是否適合目前電泵井的生產(chǎn)情況，為此，選取了2011 年10 月共計(jì)201 口電泵井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)上圖分析，并在修正后的電泵井動(dòng)態(tài)控制圖進(jìn)行描點(diǎn)，分析、統(tǒng)計(jì)，并將統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

根據(jù)目前電泵井的生產(chǎn)實(shí)際情況， 對(duì)過(guò)去的電泵井控制圖與修正后的電泵井控制圖進(jìn)行描點(diǎn)統(tǒng)計(jì)（選取2011 年10－12 月數(shù)據(jù)），對(duì)合理區(qū)與非合理區(qū)井統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下：(表1)

2.流壓的不同方法描點(diǎn)對(duì)比

選取2012 年9 月聚驅(qū)109 口（未應(yīng)用變頻器）電泵井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)應(yīng)用在原圖、新圖上，流壓值分幾種方法計(jì)算，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下表。

?

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?

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五、結(jié)論

因原始的電泵井動(dòng)態(tài)控制圖已不適用目前的電泵井生產(chǎn)情況，因此，在原始的電泵井動(dòng)態(tài)控制圖進(jìn)行修正，修正后的新圖各區(qū)域的準(zhǔn)確率都有所提高，其更方便、正確地指導(dǎo)對(duì)電泵井的日常管理。 通過(guò)對(duì)原有電泵井控制圖界限的參數(shù)的修正與完善，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、對(duì)比分析，得出如下結(jié)論：

1、結(jié)合水、聚驅(qū)原油物性和潛油電泵適應(yīng)性，將水驅(qū)排量效率最佳控制范圍調(diào)整為＝80%～120%之間； 聚驅(qū)排量效率最佳控制范圍調(diào)整為＝70%～140%之間；

2、根據(jù)我廠電泵井油層中部深度至離心泵分離器吸入口平均間距，將控制圖上界限起始點(diǎn)0.5Mpa，修正至1.5Mpa，使參數(shù)偏大區(qū)更加合理；

3、 對(duì)控制圖中流壓—排量效率下限界線(xiàn)a 的斜率進(jìn)行修正，將關(guān)系式中修正為，使控制線(xiàn)斜率減小，避免正常低沉沒(méi)度井進(jìn)入資料核實(shí)區(qū)；

4、 修正控制圖中工況合理區(qū)與參數(shù)偏小區(qū)控制界限， 將d線(xiàn)由法線(xiàn)改為直線(xiàn)，并且在流壓等于8MPa 處作水平線(xiàn)，將合理區(qū)最大流壓限制在8MPa 以?xún)?nèi)，從而增大潛力控制范圍；

5、通過(guò)驗(yàn)證常規(guī)法和三段法流壓計(jì)算的誤差率，發(fā)現(xiàn)計(jì)算過(guò)程中油層中部深度取值至關(guān)重要，建議今后在流壓計(jì)算時(shí)，油層中部深度用值應(yīng)選取射孔井段頂部至底部的1/2 處。

[1] 梅思杰，邵永實(shí)，劉軍，等.潛油電泵技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版設(shè),2004∶91－95

[2] 胡博仲。大慶油田機(jī)械采油配套技術(shù)[M]. 北京：石油工業(yè)出版設(shè),1998.6

李志偉，女，1986 年9 月生，工學(xué)學(xué)士學(xué)位，本科學(xué)歷，現(xiàn)任第二采油廠助理工程師。