基于油井合理沉沒(méi)度下的工況優(yōu)化對(duì)策

曹燕敏

（中石化勝利油田分公司勝利采油廠采油管理五區(qū)）

摘要： 有桿泵抽油機(jī)井工況分為 9 種類(lèi)型，油井處于正常的生產(chǎn)狀態(tài)、抽油桿斷脫、油井出砂、油管結(jié)蠟嚴(yán)重、油井出砂、泵漏、氣鎖、油稠以及供液不足。為提高工況分析的準(zhǔn)確性，利用泵效、排量、泵吸入口壓力三項(xiàng)工況指標(biāo)進(jìn)行一次工況診斷分析，對(duì)于一次診斷難以確定工況的抽油井，利用其他各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行工況分析，并且總結(jié)出各種工況下的指標(biāo)界限，分析整個(gè)系統(tǒng)的工作狀況。

關(guān)鍵詞： 低滲透；薄差油層；機(jī)采井；運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷；檢泵周期；沉沒(méi)度

在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中，低滲透、薄差油層的開(kāi)發(fā)開(kāi)采難度大。當(dāng)前，油田已處于中、高含水階段，產(chǎn)量遞減，成本上升，經(jīng)濟(jì)效益變差，如何保持油田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)，保證可持續(xù)發(fā)展是擺在我們面前的一大難題。目前，通過(guò)同步測(cè)試資料發(fā)現(xiàn)，正常生產(chǎn)沉沒(méi)度過(guò)低的抽油機(jī)井?dāng)?shù)量很多，這部分井在生產(chǎn)過(guò)程中具有供液能力差、產(chǎn)液量低、泵效低、運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷大、檢泵周期短等許多不利因素。為了有效控制油田的生產(chǎn)成本，降低機(jī)采井運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，延長(zhǎng)檢泵周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)抽油機(jī)井處于低沉沒(méi)度工作狀態(tài)下而造成的不利因素進(jìn)行了分析，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，采取相應(yīng)措施，保證油井在合理沉沒(méi)度區(qū)域正常生產(chǎn)。

根據(jù)分析結(jié)果，本著“長(zhǎng)沖程、慢沖次、先調(diào)參、后換泵、合理控制套壓”的原則，我們挑選沉沒(méi)度低，沖程、沖次相對(duì)較高的油井進(jìn)行措施調(diào)整，對(duì)措施后油井的產(chǎn)液、沉沒(méi)度、泵效、耗電等參數(shù)進(jìn)行分析對(duì)比。對(duì)沉沒(méi)度低的抽油機(jī)井，降低其生產(chǎn)參數(shù)，在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時(shí)，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統(tǒng)效率，減少生產(chǎn)成本投入。

1、沉沒(méi)度分布現(xiàn)狀以及負(fù)面影響

某管理區(qū)正常生產(chǎn)井59口，其中沉沒(méi)度介于0—100m之間的井?dāng)?shù)達(dá)到17口，占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的

28.8%，平均泵效僅為37%。目前，調(diào)整后平均泵效達(dá)到57%。從泵效與沉沒(méi)度關(guān)系曲線中可以看出，當(dāng)沉沒(méi)度小于100m時(shí)，泵效相對(duì)比較低。沉沒(méi)度比較低所造成的負(fù)面影響：沉沒(méi)

度太低會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低、泵效低、負(fù)荷增加、結(jié)蠟嚴(yán)重。

2、沉沒(méi)度低造成的不利因素分析

2.1油井的沉沒(méi)度較低對(duì)泵的工作狀況的影響

沉沒(méi)度較低的井在實(shí)際生產(chǎn)中流壓都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于飽和壓力，原油在地層中就已脫氣，越接近井筒附近脫氣越嚴(yán)重，流壓越低在井筒附近脫氣越嚴(yán)重。原油脫氣后粘度增大流動(dòng)阻力增大；同時(shí)形成的氣液兩相流也增大了流動(dòng)阻力。低沉沒(méi)度的井在流壓較低時(shí)溶解在原油中的天然氣幾乎全部分離出來(lái)，成為游離氣體，造成油套間的套管壓力過(guò)高。不但使地層的供液狀況變差，液體流向井底的阻力增大，流動(dòng)速度減慢，而且這些氣體進(jìn)入泵筒內(nèi)，使泵內(nèi)充滿大量的氣體，抽油泵達(dá)不到正常的充滿程度，增加活塞與泵筒之間的磨擦力，影響泵的正常工作，降低產(chǎn)液能力，造成油井的運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷增加，桿管疲勞。

2.2油井的沉沒(méi)度較低造成的沖擊載荷的影響

如果油井的沉沒(méi)度低，泵在供液不足的狀況下抽汲，在下沖程時(shí)，柱塞與液面產(chǎn)生的液擊，會(huì)對(duì)泵產(chǎn)生不可忽視的沖擊力，從示功圖上看有明顯的沖擊波浪線。液體的沖擊載荷與半徑的關(guān)系很大，泵徑越大沖擊載荷越大.沖擊載荷越大，在下行程時(shí)，下部桿柱的彎曲越容易形成，使得彎曲扭矩值越大；同時(shí)，液擊使得桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，因此螺旋扭矩也越大，這樣桿、管斷脫的可能性越大。

2.3油井的沉沒(méi)度較低對(duì)于桿、管偏磨的影響

抽油桿在運(yùn)動(dòng)時(shí)與油管接觸而產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，同時(shí)也嚴(yán)重?fù)p壞油管。油井沉沒(méi)度低，使得泵柱塞在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生液擊從而造成沖擊載荷，當(dāng)作用于油管下端的載荷超過(guò)油管的臨界載荷時(shí)就會(huì)造成油管下部失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生螺旋彎曲變形，有可能造成抽油桿和彎曲的油管之間的磨擦接觸而造成桿管偏磨

2.3 桿、管斷受油井的沉沒(méi)度因素影響及分析

統(tǒng)計(jì)2016年檢泵井中沉沒(méi)度低于100米的井，分析檢泵原因有兩條：原因一：實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于抽油桿柱與油管柱都不是理想的剛性體，均存在彎曲變形。在垂直懸掛條件下，全井管柱的彎曲變形將使柱塞與泵筒之間難以保持軸向同心。因此，泵內(nèi)柱塞在運(yùn)動(dòng)中，泵筒對(duì)柱塞的橫向制約將導(dǎo)致泵筒帶動(dòng)油管柱徑向擺動(dòng)。油井沉沒(méi)度小，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對(duì)油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動(dòng)就會(huì)相對(duì)劇烈，易引起桿、管斷脫。

原因二：油管在抽油機(jī)抽吸過(guò)程中，除了受到管內(nèi)液體的重力和摩擦力等交變載荷外，

還受到油套環(huán)形空間液體的穩(wěn)定浮力，這個(gè)浮力總是減小油管的載荷，有利于改善油管的

受力條件，其表達(dá)式為：F浮=（P套+ρ液g h）S底。其中h是沉沒(méi)度。由上式可知，F(xiàn)浮隨h的增加而增大。所以沉沒(méi)度愈大，油管受到的浮力越大，越有利于減小油管的載荷，使油管的彈性形變變小。

3 治理措施

3.1 對(duì)沉沒(méi)度低的抽油機(jī)井，降低其生產(chǎn)參數(shù)，在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時(shí)，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統(tǒng)效率，減少生產(chǎn)成本投入。

3.2 調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)的抽油機(jī)井，油管的受力狀態(tài)得到改善，載荷比趨于合理，可以減少生產(chǎn)過(guò)程中桿管斷脫的機(jī)率，從而確保油井正常生產(chǎn)，保證抽油時(shí)率。

3.3 沉沒(méi)度低于150m或流壓小于3M p a的井，套壓控制在2.0-2.5Mpa就能基本消除泵的氣影響，使泵的充滿系數(shù)明顯提高。對(duì)于無(wú)法優(yōu)化參數(shù)的油井進(jìn)行合理的套壓控制可改善泵的工作狀況，提高泵的效率。

3.4 對(duì)于沉沒(méi)度低的抽油機(jī)井，以“長(zhǎng)沖程、慢沖次、先調(diào)參、后換泵、合理控制套壓”的原則，及時(shí)進(jìn)行治理。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沙埝油田合理沉沒(méi)度計(jì)算方法[J]. 陳明，王喜梅，王瑩.？石油化工應(yīng)用. 2015（06）

[2] 不合理沉沒(méi)度對(duì)油井防盜的影響[J]. 曲延祥.？石化技術(shù). 2016（04）

[3] 低沉沒(méi)度對(duì)油井工況的影響及治理效果分析[J]. 安博.？？?jī)?nèi)蒙古石油化工.2016（03）

[4] 杏六中地區(qū)低沉沒(méi)度井綜合治理技術(shù)研究[J]. 肖宇婷.？？?jī)?nèi)蒙古石油化工.2015（08）