合理優(yōu)化調(diào)整油井沉沒度提高有桿泵泵效對策

孫永偉+李悅

摘 要：沉沒度是指深井泵在動(dòng)液面下的深度，也就是動(dòng)液面至泵吸入口處的液柱高度。它是將油層流體輸送到泵筒內(nèi)的能量，它的高低直接對深井泵的工作狀況產(chǎn)生影響。沉沒度過高，雖然泵的充滿系數(shù)較大，但是由于抽油桿彈性伸縮加大，泵效提高幅度小且有降低的可能；沉沒度過小，由于泵進(jìn)口氣體分離較多，泵的充滿系數(shù)較小，同樣會(huì)影響泵效，但是沉沒度在一定合理范圍內(nèi)時(shí)，泵吸入口壓力大，驢頭載荷減小，泵漏失程度減少，有利于泵效的提高。因此合理優(yōu)化調(diào)整油井沉沒度對提高有桿泵泵效，改善油井工況顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：油井；有桿泵；工況；最佳沉沒度；泵掛深度

本文通過對影響油井沉沒度的各種因素及沉沒度與有桿泵工作狀況之間的關(guān)系的分析，確定機(jī)采油井合理沉沒度的范圍。結(jié)合油田生產(chǎn)實(shí)際，對影響油井沉沒度進(jìn)行分因素治理，通過地面參數(shù)優(yōu)化，泵徑、泵掛深度優(yōu)化，注采井組動(dòng)態(tài)調(diào)配等治理措施，精細(xì)調(diào)整油井最佳沉沒度，進(jìn)一步提高有桿泵工況管理水平。

1 沉沒度對泵效的影響

考慮含氣液體的體積收縮、漏失、油井工作制度及油層性質(zhì)等方面的影響，對油井的泵效進(jìn)行了理論計(jì)算。結(jié)果表明，實(shí)際泵效明顯低于理論值，其主要原因是沉沒度、工作參數(shù)及漏失的影響。

1.1沉沒度過低的影響沉沒度過小，會(huì)降低泵的充滿系數(shù)，深井泵工作狀況表現(xiàn)為：上沖程液體未能將工作筒充滿，下沖程開始，懸點(diǎn)載荷不能立即減小，只有活塞下碰到液面時(shí)開始減載，減載線和理論示功圖的減載線基本平行。當(dāng)S，n大，活塞下下行速度快，碰到液面時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生較大的沖擊載荷，使減載線變陡。

1.2沉沒度過高的影響沉沒度越高，油井的流壓越大，當(dāng)超過了合理界限后，相對一些薄差油層由于滲透率低或者地層壓力低，壓制該層不出液，使該井的產(chǎn)液層層間矛盾突出。而且，當(dāng)沉沒度超過合理的沉沒度后，油井的產(chǎn)量不再增加，系統(tǒng)效率下降。

2合理沉沒度的確定

為確定抽油機(jī)井合理沉沒度范圍，以52口井統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在相同的沉沒度下，泵效隨含水的變化而變化，因此，根據(jù)油井產(chǎn)出液含水的不同進(jìn)行分類，分別對含水大于80%的井和小于80%的井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在不考慮漏失的情況下，這些井表現(xiàn)出泵效與供液能力不相匹配的特征，優(yōu)化油井沉沒度、改善油井生產(chǎn)工況亟待解決。

（1）影響泵效的因素

深井泵泵效（η）定義為油井實(shí)際產(chǎn)量與抽油泵的理論排量之比，用公式表示為：

通過對深井泵工作狀態(tài)和工作原理的理論分析，影響深井泵泵效的因素可以歸納為四個(gè)方面：一是抽油桿和油管在抽油機(jī)上下沖程過程中，油管和抽油桿受交變載荷產(chǎn)生彈性伸縮，導(dǎo)致泵效下降；二是受氣體或供液不足影響，充滿系數(shù)降低導(dǎo)致泵效下降；三是由于深井泵漏失，泵充滿系數(shù)下降，導(dǎo)致泵效下降；四是盡管泵充滿系數(shù)雖然很高，由于油管漏失，導(dǎo)致地面產(chǎn)量下降，使泵效降低。以上四個(gè)方面的影響都與深井泵沉沒度有一定關(guān)系，合理的沉沒度對以上原因產(chǎn)生的泵效下降有一定的改善作用。

（2）不同含水級別油井沉沒度與泵效關(guān)系

按照不同含水級別將抽油機(jī)井沉沒度和泵效的關(guān)系開展數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行了回歸擬和分析，以便尋找一定的規(guī)律。圖1是抽油機(jī)井不同含水級別下泵效與沉沒度之間的關(guān)系曲線及其擬合公式。

圖1不同含水級別沉沒度與泵效關(guān)系趨勢曲線

從圖1可以看出，油井沉沒度與泵效存在以下普遍規(guī)律：（1）沉沒度相同的情況下，隨著油井含水的上升泵效逐漸增加；（2）對于任何含水級別的油井，隨著沉沒度的增加泵效提高幅度逐漸減??；（3）最小沉沒度應(yīng)為100m，對于含水≥80%的油井，合理沉沒度應(yīng)在200～350m之間；含水<80%的油井，合理沉沒度應(yīng)在300～450m之間。

3 現(xiàn)場實(shí)施情況

例1：**井，含水88.8%，工作制度￠70×3×4，動(dòng)液面256米，泵深810米，沉沒度554米。2017年2月對該井實(shí)施上提泵掛至600米，沉沒度減小至345米。實(shí)施后該井液量基本保持不變。該井泵效隨沉沒度的增大而提高，當(dāng)沉沒度增加到345米時(shí)，泵效達(dá)到最大，沉沒度繼續(xù)增大時(shí)，泵效保持不變。因此，需要根據(jù)分析確定的合理沉沒度范圍，按照“長沖程、慢沖次，先地面、后地下”的原則逐口井精細(xì)開展沉沒度優(yōu)化治理。

4 結(jié) 論

理論上計(jì)算合理的沉沒度和下泵深度的過程非常繁瑣、復(fù)雜，而且有些參數(shù)無法計(jì)算或者計(jì)算誤差較大。按照統(tǒng)計(jì)分析確定的油井合理沉沒度對單井實(shí)施沉沒度優(yōu)化是切實(shí)可行的。通過開展精細(xì)沉沒度優(yōu)化工作取得的良好效果得出以下結(jié)論與認(rèn)識：

（1）為提高泵效，應(yīng)加強(qiáng)抽油機(jī)井日常生產(chǎn)管理，對于因供液不足造成沉沒度低的井應(yīng)優(yōu)選油井間開、地面參數(shù)調(diào)整等沉沒度優(yōu)化方式，盡量不采取加深泵掛的措施。

（2）優(yōu)化合理沉沒度最大的潛力點(diǎn)是通過完善注采動(dòng)態(tài)井網(wǎng)，改善油水井供排關(guān)系，應(yīng)將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到水井綜合治理方面。

（3）在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時(shí)保持合理的沉沒度，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，減少生產(chǎn)成本投人。

（4）優(yōu)化合理沉沒度是一項(xiàng)長期、動(dòng)態(tài)的工作，應(yīng)將這項(xiàng)工作全面貫徹到日常注采管理中去，提高全員對這項(xiàng)工作的重視程度。

參考文獻(xiàn)：

1 王鴻勛，張琪.采油工藝原理[M].北京：石油工業(yè)出版社.1989.

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