油井產(chǎn)液量影響因素分析

王小強(qiáng)

（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，陜西 西安 710065）

1 油井產(chǎn)量理論分析

油井的實(shí)際產(chǎn)液量，也稱地面實(shí)際產(chǎn)液量，是井口所產(chǎn)原油經(jīng)過脫氣處理后的產(chǎn)量，記作 Q,其算法為

其中：Qth為油井的理論產(chǎn)液量，m3/d；ηp為排量系數(shù)，也稱泵效;S為懸點(diǎn)沖 程，m;N為沖次，min-1；D為泵徑，m。

油井的產(chǎn)液量變化很大一部分取決于泵效的影響，在實(shí)際的生產(chǎn)中，可以根據(jù)采集到的地面功圖分析對(duì)應(yīng)油井的泵況信息，最終歸結(jié)為影響泵效的因素：沖程損失、充滿程度、漏失程度?？傻玫奖眯У谋磉_(dá)式ηp=ηsηcηl。 其中 ηs是柱塞沖程系數(shù)，是柱塞沖程 Sp與光桿沖程 Sr之比，即ηs=Sp/Sr，反映沖程損失的程度。柱塞沖程小于光桿沖程是造成泵效小于1的重要因素，抽油桿柱和油管柱的彈性伸縮愈大，則泵效就越低。一般情況下，會(huì)導(dǎo)致抽油泵理論產(chǎn)液量損失10%左右。ηc是泵筒充滿系數(shù)，是柱塞的有效沖程Spe與柱塞的沖程Sp之比，即ηc=Spe/Sp，反映泵筒內(nèi)的充滿程度，即充滿度，可以從測(cè)取的功圖中計(jì)算出。ηl是泵的漏失系數(shù)，反映抽油泵的漏失程度，即 ηl=（Vp-ΔVp）/Vp，其中 Vp為井下排液體積，ΔVp為漏失的體積，這兩個(gè)參數(shù)都是根據(jù)一個(gè)抽汲周期內(nèi)的Spe計(jì)算得到的。目前國內(nèi)普遍認(rèn)為由于抽油泵為間隙滑動(dòng)密封，3%～5%的漏失將會(huì)起到很好的潤滑作用，能夠延長抽油泵工作壽命。這些系數(shù)會(huì)直接對(duì)油井泵效產(chǎn)生影響，進(jìn)而會(huì)影響到產(chǎn)液量的結(jié)果。

2 產(chǎn)液量影響因素分析

2.1 高壓物性參數(shù)的影響

原油高壓物性參數(shù)是確定油田開采方式、計(jì)算油田儲(chǔ)量、選擇油井工作制度的基礎(chǔ)。常用的物性參數(shù)主要包括溶解汽油比、飽和壓力、壓縮系數(shù)、體積系數(shù)和粘度。與油井產(chǎn)量相關(guān)物性參數(shù)關(guān)聯(lián)公式如下：

式中：ρm——液體密度；B——體積系數(shù)；D——泵徑；S——有效沖程；n——抽油機(jī)的沖次。

由于地下原油到達(dá)地面后，因壓力、溫度降低，溶解氣從原油中脫離出來，原油密度變大，體積變小，粘度變大。所以井口產(chǎn)液量并不等于抽油泵的井下排液量，在井口產(chǎn)液量的轉(zhuǎn)算過程中，原油體積系數(shù)和密度等物性參數(shù)有很大的影響。

其中,地面油密度比較容易獲取,選取某油井，分析得出地面油密度與地下油密度建立一定的線性關(guān)系,同樣體積系數(shù)也可建立類似的聯(lián)系，可在不同的油區(qū)建立類似的參數(shù)求取模式。地下油密度和體積系數(shù)的求取對(duì)功圖量液的精確度提高有重要的影響。針對(duì)某一特定油井，高壓物性參數(shù)之間具有一定的相關(guān)性，在計(jì)算其它油井時(shí)可以利用這一相關(guān)性的方法進(jìn)行物性參數(shù)的預(yù)測(cè)，從而為油井產(chǎn)量的計(jì)算提供相關(guān)的系數(shù)。

2.2 動(dòng)液面的影響

動(dòng)液面參數(shù)直接反映地層的供液情況及井下的供排關(guān)系，動(dòng)液面較低，則容易出現(xiàn)供液不足，嚴(yán)重出現(xiàn)空抽現(xiàn)象。油井供液能力不足，使油井產(chǎn)量下降，功率利用率降低。動(dòng)液面的變化會(huì)直接影響到沉沒度的變化。沉沒度過小,自由氣可能脫離而吸入泵中,影響抽油泵的排量系數(shù),從而影響泵效，直接影響到油井的產(chǎn)液量；沉沒度過大,自由氣對(duì)泵工作的影響減小,但使抽油桿增長,系統(tǒng)總的舉升負(fù)荷增大,同時(shí)抽油桿和油管的變形加劇,這又會(huì)使抽油泵的排量系數(shù)降低,影響泵效。因此,動(dòng)液面會(huì)直接影響抽油泵的泵效,關(guān)聯(lián)油井的產(chǎn)量。

2.3 充滿度的影響

充滿度是指泵在工作過程中被液體充滿的程度。泵的充滿度較高時(shí),供液能力比較充足,泵的排液量較大。油井的供液能力不足時(shí)，使油井產(chǎn)量下降，功率利用率低。更嚴(yán)重的是，當(dāng)柱塞下行與液面接觸時(shí)，發(fā)生“液擊”現(xiàn)象，此時(shí)抽油桿柱承受向上的沖擊力，如此往復(fù)，容易使抽油桿柱下部發(fā)生斷脫，因此應(yīng)及時(shí)調(diào)整抽油井工作制度，包括調(diào)整抽汲參數(shù)及間歇抽油，所以充滿度是影響油井產(chǎn)液量的一個(gè)重要因素。

2.4 阻尼系數(shù)對(duì)功圖計(jì)量的影響

阻尼系數(shù)直接影響到有桿抽油井動(dòng)力方程的計(jì)算，抽油桿在運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生摩擦和震動(dòng)，導(dǎo)致一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能或以波的形式輻射出去。阻尼系數(shù)代表了抽油桿運(yùn)動(dòng)受阻尼影響的大小 ，在功圖量油算法中，根據(jù)阻尼系數(shù)來排除阻尼影響，以還原真實(shí)的井下情況。在國內(nèi)某油田運(yùn)用功圖量油技術(shù)計(jì)算油井產(chǎn)液量時(shí)，調(diào)整阻尼系數(shù)對(duì)泵功圖影響的變化，從而直接影響到求解油井產(chǎn)液量的變化。

在逐漸調(diào)整阻尼系數(shù)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)該油井泵功圖顯示有效沖程逐漸減小，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，運(yùn)用功圖量油技術(shù)計(jì)算的產(chǎn)液量與實(shí)際產(chǎn)液量的誤差減小。在抽油井生產(chǎn)過程中，阻尼系數(shù)也不是一成不變的，它會(huì)隨著油井含水的增加，產(chǎn)出液體的阻尼系數(shù)也會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于具體油井，可通過試算的方法來確定。

3 結(jié)論

功圖量液的產(chǎn)量計(jì)算結(jié)果會(huì)受諸多因素的影響，受到基本的油井?dāng)?shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)采集數(shù)據(jù)的影響，各個(gè)區(qū)域的油井物性參數(shù)不同，會(huì)對(duì)計(jì)量結(jié)果精度產(chǎn)生影響；動(dòng)液面反映油井的供液能力；充滿度的大小為調(diào)整油井的工作參數(shù)提供依據(jù)；確定合理的阻尼系數(shù)，使計(jì)算的油井產(chǎn)液量與實(shí)際產(chǎn)液量誤差減小。

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