油井沖次、泵效相關性分析與提效增產措施

劉蓬+楊振雷+李洪濤

摘要：近年來，采油廠提掖增產中調整參數已成為一種主要手段，為優(yōu)化工程技術參數，提高泵效，分析認為漏失、氣體影響占主要因素，沖次調整不大時，K值為常數1，沖次調整較大時，氣體影響加劇，造成泵效下降，調整越大，泵效越低，可在分析基礎上合理調整泵效，降低能耗和奪油上產。

關鍵詞：參數；沖次；氣體；泵效

1 沖次調整與泵效關系

影響油井泵效的主要地質因素有油層能量、油層結構及物性、產出液體物性等3個方面。（1）油層能量的影響及相應泵效提高措施。油層能量相對高，供液能力強，則油井泵效相應也高。反之，油層能量相對低，供液能力弱，則油井泵效相應就低。由于地層能量得不到補充而導致供液不足，泵效、生產效益低，有待加強注水開采工作。這也是提高這些區(qū)塊油井泵效的根本措施。

（2）油層結構、物性的影響及相應泵效提高措施。油層結構、物性是影響泵效的重要地質因素之一。如果油層屬于結構疏松、膠結不好的砂巖，則油井生產過程中容易出砂，砂粒磨損抽油泵的凡爾球、凡爾座、活塞、襯套等部件，導致泵漏，泵效降低?；蛘叱錾皩е鹿潭ǚ矤?、游動凡爾卡住失效，甚至造成砂埋生產管柱，大大降低泵效或泵

完全失效。要減輕這個因素的影響，提高油井泵效，鑒于經濟、技術等條件限制，側重于在定n，s，p、選泵、優(yōu)化管柱、維護措施等方面做大量工作。據區(qū)塊油井情況確定相應的n，s，p及合理的生產制度，大大提高了泵效。

（3）油井產出液體物性的影響及相應泵效提高措施。油井產出液體的物性對油井泵效也有重要的影響。如液體含砂多、含蠟高、易結蠟、含氣量大、油稠、粘度大等等都會對泵效有很大的影響。歸結起來主要有3個方面：一是氣體的影響；二是漏失。包括凡爾的漏失和柱塞與泵筒之間的漏失；三是沖程損失。但對目前分析的沖次調整油井影響泵效來說，主要因素是氣體影響造成。

2 沖次調整影響泵效分析

在油田開采中后期的油井或動液面低的油井，特別是高氣液比的油井，氣體是影響抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲過程中，泵腔泵筒內下游動閥與固定閥之間的部分內存在游離氣、溶解氣。泵上沖程時，若泵腔內的壓力低于氣體溶于液體的飽和壓力，溶于液體中的氣體就會從液體中分離出來。當泵腔內的溫度低于原油中某些組分的臨界溫度時，壓力的降低還會引起這些液態(tài)組分部分地向氣態(tài)轉化，成為凝析氣。這些氣體占據泵腔的部分體積，會降低泵的充滿度，從而降低了泵效。泵下沖程時，泵腔內氣液兩相流體被壓縮，直到泵腔內壓力大于游動閥上部的壓力時，游動閥才打開，將泵腔內的原油排出。含氣油井中的抽油泵閥球一般都會開啟滯后，當在泵腔內的氣體所占據的體積足夠大時，不但下沖程時游動閥打不開，甚至上沖程時固定閥也有可能打不開，整個上、下沖程中只是腔內氣體在膨脹和壓縮，而沒有液體舉升，此時抽油泵出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象，無法正常工作。

2.1 泵腔內的壓力

含氣油井中的抽油泵，在上沖程時，固定閥和游動閥之間會有氣體聚積，若沒有相的變化即泵腔內的油在壓力降低時無凝析氣產生，則泵腔內的壓力變化可根據氣體的狀態(tài)變化規(guī)律近似地表示為公式：

（1）

式中：Pux一柱塞在上沖的X位置時，壓縮腔內的壓力，MPa；X一柱塞相對于上沖開始時的位置，m；Pi一游動閥關閉瞬間，壓縮腔內的壓力，近似于泵的排出壓力，MPa；Pa一泵的排出壓力，MPa；Vg一在上沖開始，當游動閥關閉時，固定閥與游動閥之間聚積的氣體體積，m；Vx一當柱塞在X位置時，柱塞上行讓出的體積，m；Lg一在上沖開始，當游動閥關閉時，固定閥與游動閥之間被聚積的氣體有效長度，m；y一泵腔內氣體的比熱比定壓比熱與定容比熱之比值。等溫膨脹或壓縮時，氣體的比熱比y=1；絕熱膨脹或壓縮時，甲烷在大氣壓下，y=1.303。

2.2 含氣油井的抽油泵泵效計算公式：

如果泵吸人處的氣/液體積比即油氣比是m，則抽油泵泵效為：

（2）

3 泵效分析

很明顯，由式（2）可看出，要提高含氣油井的抽油泵泵效，需要從以下幾個方面做工作。

3.1 降低Pa/Po比值。常規(guī)泵的排出壓力P由下泵深度決定，只有提高泵的吸人壓力PoP，即增加泵的沉沒度，才會提高泵效。但隨著沉沒度的不斷增加，會加劇氣的產生，即會加大玩，所以有一個最佳沉沒度；另外，隨著沉沒度的不斷增加，還會因沖程損失及漏失的可能性增加而降低泵效。

3.2 加大沖程S，提高抽油泵的壓縮比。降低沖次n。隨著沖次的降低，泵腔內的壓力變化速度就會減慢，腔內從原油中分離出的溶解氣就會減少，坑和玩都會減小。同時，每一沖程的排油時間就長，油氣在進泵前就會有較長的分離時間，減少了進人泵腔的氣體。

3.3 減小余隙容積。坐泵后，要使游動閥與固定閥在沖程的下死點位置時盡可能接近而又不發(fā)生碰撞，即坐泵后要提防沖距盡可能小，從而提高抽油泵的壓縮比。已定期放掉套管氣。這有利于油套環(huán)空間井液溶解氣的分離，降低進人泵腔前井液的油氣比，從而提高泵效。但因氣體釋放不均勻易造成地層出砂。其他因素不變，僅沖次調整可知，油井沖次上調后泵效降低。

4 結束語

（1）影響泵效的因素有氣體的影響、漏失，以及沖程損失。（2）對油氣比較高的油井來說，目前分析的沖次調整油井影響泵效來說，主要因素是氣體影響造成。（3）當沖次調整較小時（小于0.88），氣體影響不大，K值接近1；當沖次調整較大時（大于1.4），氣體影響較大，K值呈現(xiàn)下降趨勢。（4）油田調整參數油井井數較多，提掖增產成為一種增產手段，因此合理調整泵效，降低電耗和增產，成為不可或缺的方法。

參考文獻：

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[2]馬慶.不同泵徑合理沖次調整界限確定[J].黑龍江科技信息.2012（13）