易混淆泵況井診斷方法研究

董明洋宋增彬劉茗茗

（1.大慶油田勘探開發(fā)研究院；2.大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠；3.大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司）

油田生產(chǎn)過程中，油井泵況管理工作是采油隊日常工作的重中之重，是完成全年原油生產(chǎn)任務(wù)、實現(xiàn)經(jīng)濟效益提升的根本保障[1]。加強潛在泵況井管理，及時準(zhǔn)確地分析和診斷，為合理調(diào)整工作制度及其他措施的實施提供依據(jù)，因此，需要通過技術(shù)手段診斷抽油機井的井下故障，主要方法有示功圖法、憋泵法、電流法、動液面法等[2-3]。但在實際泵況診斷過程中，往往出現(xiàn)診斷結(jié)果模糊，不能準(zhǔn)確診斷抽油機出現(xiàn)何種泵況，主要有以下四種情況。

1）桿斷脫與閥罩?jǐn)嗍竟D均顯示窄條狀，憋泵均不起壓[4]。桿斷脫井處理方法為：打撈掉落井筒內(nèi)的桿柱，更換有磨損痕跡的抽油桿；閥罩?jǐn)嗵幚矸椒椋河捎跀嗔训拈y罩在泵筒中往復(fù)運動，對筒壁不斷刮磨，產(chǎn)生磨損，需要到工具車間進行檢泵或者更換新泵。

2）油管漏與連抽帶噴的示功圖圖形變窄[5]。油管漏井處理方法為：起出桿管泵，更換有問題的油管；連抽帶噴井處理方法為調(diào)大參、換大泵、調(diào)節(jié)周圍注水量。

3）篩管堵與供液不足示功圖均顯示為刀把狀，憋泵油壓起伏大。篩管堵一般情況為蠟堵和砂堵，可采用高壓熱洗車進行沖洗[6-7]；供液不足井處理方法為調(diào)小參、換小泵、周圍水井增注。

4）游動閥漏失與固定閥漏失憋泵起壓小，停機壓力穩(wěn)不住，示功圖偏圓滑。游動閥漏失和固定閥漏失都需要檢泵處理。

由于不同泵況的處理方式各不相同，一旦作業(yè)前診斷有誤，造成油田大量的經(jīng)濟浪費。通過對常見抽油機井泵況的分析，從原理出發(fā)，分析泵況與示功圖、憋泵及其他診斷方法的內(nèi)在聯(lián)系，把握易混淆泵況的特征點和不同點，在此基礎(chǔ)上才可以正確地診斷抽油機井的泵況。

1 易混淆泵況的區(qū)分

1.1 桿斷脫與閥罩?jǐn)啾容^判別

油井示功圖代表了在一個沖程內(nèi)懸點載荷的變化情況，通常在實測示功圖中加入理論最大載荷線和理論最小載荷線，其中理論最小載荷線表示的是泵不舉升液體時全部抽油桿的質(zhì)量。抽油桿斷脫后無法舉升液體，懸點載荷為斷點以上抽油桿的質(zhì)量，因此示功圖平均載荷在理論最小載荷線以下，如圖1所示；閥罩?jǐn)嗪蟮妮d荷為全部抽油桿的質(zhì)量，因此平均載荷在最小載荷線上，如圖2所示。

1.2 連抽帶噴與油管漏比較判別

在抽油泵抽吸過程中，由于部分開采地層具有較高的能量，導(dǎo)致液體不是被機械舉升到井口而是靠自身能量舉升的，這種現(xiàn)象叫做連抽帶噴。無論是上沖程還是下沖程，柱塞都由于下部液體能量較大而關(guān)不嚴(yán)，舉升液體的質(zhì)量并不完全作用于桿柱之上，造成油井示功圖變窄。當(dāng)油管漏時，泵舉升的液體回流到油套空間中，載荷降低，示功圖比正常的平行四邊形要窄。

圖1 桿斷脫示功圖

圖2 閥罩?jǐn)嗍竟D

示功圖方面區(qū)分：連抽帶噴井由于噴勢在一個沖程內(nèi)是幾乎不變的，因此當(dāng)增載后上沖程階段懸點載荷趨于水平，如圖3所示；而油管漏井在上沖程中由于舉升的液體不斷地從漏點回流到油套空間中，懸點載荷呈下降的趨勢，如圖4所示。

圖3 連抽帶噴示功圖

圖4 管漏失示功圖

憋泵方面區(qū)分：當(dāng)油井油管漏時，抽憋不起壓或壓力上升較小，由于停機后處于油管中的液體會從漏點流回到油套空間中，因此停機后油壓不穩(wěn)壓；向油管中灌摻水憋泵，由于油管漏點的存在，油管和套管組成連通器結(jié)構(gòu)，油套套壓穩(wěn)在相同或相近的壓力；停憋不起壓。當(dāng)油井連抽帶噴時，抽憋過程中由于地層本身壓力較高，有一定的噴勢，再加上抽油泵有一定的抽吸能力，油壓上升很快，停機可以穩(wěn)壓；在停憋過程中，油壓會升高到1 MPa以上。

1.3 篩管堵與供液不足比較判別

抽油機井篩管堵和供液不足時，示功圖均變?yōu)榈栋褷睢：Y管堵示功圖變化原因為：由于砂、死油、蠟等因素的影響，篩管孔洞被堵塞，泵筒不進液或者進液較少，不能充滿泵筒，抽油桿柱延時卸載，在示功圖下沖程卸載線上顯示為初始不卸載，柱塞達(dá)到泵筒中下部分時快速卸載，示功圖右下角缺失，顯示為刀把狀。地層供液不足是由于注采關(guān)系不平衡或者抽吸參數(shù)過小等原因，油套空間中液面過低，低于或近于篩管入液口，泵筒進液量較少，示功圖同樣顯示為刀把狀。

示功圖方面區(qū)分：篩管堵通常為異物堵塞篩管所導(dǎo)致。當(dāng)堵塞物為蠟和死油時，示功圖出現(xiàn)阻尼線；當(dāng)砂礫堵塞篩管時，由于砂礫的運動和砂體表面的不規(guī)則性，使得抽吸過程中進入泵筒的液體是不均勻的，示功圖出現(xiàn)鋸齒，如圖5所示。供液不足時示功圖相對光滑，如圖6所示。

圖5 篩管堵示功圖

動液面方面區(qū)分：篩管堵與供液不足在動液面上有很明顯的區(qū)別，供液不足表明井筒周圍流體不足，動液面在200 m以下，不夠供應(yīng)正常的生產(chǎn)。篩管堵的動液面一般較高，由于抽油機抽吸不上液體，而周圍水井的供給不變，因此液面被憋高。

產(chǎn)量方面區(qū)分：篩管堵時油井產(chǎn)液量降低明顯，而供液不足時產(chǎn)量變化不大，因此需要多種方法綜合分析，以減少作業(yè)井的誤檢，降低檢泵率。

圖6 供液不足示功圖

1.4 游動閥漏失與固定閥漏失比較判別

由于結(jié)蠟、磨損等原因，抽油泵發(fā)生漏失現(xiàn)象，其中由于游動閥原因和固定閥原因發(fā)生的漏失示功圖相近，均較正常示功圖圓滑。其區(qū)別在于：當(dāng)游動閥漏失時，抽油桿加載減緩，示功圖左上角變圓；當(dāng)固定閥漏失時，卸載延緩，示功圖右下角變圓，如圖7所示。雙閥漏失，示功圖整體變圓，如圖8所示。油井結(jié)蠟嚴(yán)重時，抽油桿及柱塞往復(fù)運動會受到一定阻力和產(chǎn)生一定的伸縮，閥與閥罩之間由于結(jié)蠟變得有縫隙，液體從縫隙中漏失；由于結(jié)蠟導(dǎo)致的閥漏失通常表現(xiàn)為雙閥同時漏失，因此，特別是在雙閥漏失檢泵前應(yīng)先進行高壓熱洗車熱洗，排除結(jié)蠟對抽油泵的影響。

圖7 固定閥漏失示功圖

圖8 雙閥漏失示功圖

憋泵方面區(qū)分：可以利用雙憋法區(qū)分游動閥漏失與固定閥漏失，即上死點和下死點各停憋一次。柱塞停憋在上死點時，游動閥關(guān)閉，固定閥打開，如果壓力穩(wěn)不住，則游動閥漏失。柱塞停憋在下死點時，游動閥打開，固定閥關(guān)閉，如果壓力穩(wěn)不住，則固定閥漏失。

2 應(yīng)用效果

應(yīng)用易混淆泵況井診斷方法進行判斷，可以有效區(qū)分易混淆井，較少誤檢損失。2017年應(yīng)用后，減少診斷失誤15井次，減少躺井天數(shù)32天，減少罐車熱洗4井次，較少躺井損失油量45 t，累計節(jié)省資金約51.2萬元。

3 結(jié)論

1）桿斷脫與閥罩?jǐn)嗟膮^(qū)別在于桿斷脫示功圖在最小理論載荷線以下，閥罩?jǐn)嘣谧钚±碚撦d荷線上。

2）油管漏與連抽帶噴區(qū)別在于油管漏示功圖順時針傾斜，憋泵油套同時起壓，連噴帶抽停憋起壓。

3）篩管堵與供液不足區(qū)別在于篩管堵沉沒度高，供液不足沉沒度低。

4）游動閥漏失與固定閥漏失區(qū)別在于游動閥漏失示功圖左上角變圓，柱塞在上死點不穩(wěn)壓，而固定閥漏失示功圖右下角變圓，柱塞下死點不穩(wěn)壓。

5）診斷油井泵況，應(yīng)根據(jù)作用機理，結(jié)合示功圖、液面、憋泵等多種方法進行綜合判斷。