基于油井沉沒度合理條件下系統(tǒng)效率提升對策

陳洪磊

摘要：在油田開發(fā)過程中，低滲透、薄差油層的開發(fā)開采難度大。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。為提高工況分析的準(zhǔn)確性，利用泵效、排量、泵吸入口壓力三項工況指標(biāo)進(jìn)行一次工況診斷分析，對于一次診斷難以確定工況的抽油井，利用其他各項指標(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，分析整個系統(tǒng)的工作狀況。

關(guān)鍵詞：油田開發(fā);泵效;工況分析;系統(tǒng)效率

目前，通過同步測試資料發(fā)現(xiàn)，正常生產(chǎn)沉沒度過低的抽油機(jī)井?dāng)?shù)量很多，這部分井在生產(chǎn)過程中具有供液能力差、產(chǎn)液量低、泵效低、運轉(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)采井運轉(zhuǎn)負(fù)荷，延長檢泵周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。對抽油機(jī)井處于低沉沒度工作狀態(tài)下而造成的不利因素進(jìn)行了分析，結(jié)合生產(chǎn)實際，采取相應(yīng)措施，保證油井在合理沉沒度區(qū)域正常生產(chǎn)。

根據(jù)分析結(jié)果，本著“長沖程、慢沖次、先調(diào)參、后換泵、合理控制套壓”的原則，我們挑選沉沒度低，沖程、沖次相對較高的油井進(jìn)行措施調(diào)整，對措施后油井的產(chǎn)液、沉沒度、泵效、耗電等參數(shù)進(jìn)行分析對比。對沉沒度低的抽油機(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，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，其中沉沒度介于0—100m之間的井?dāng)?shù)達(dá)到17口，占統(tǒng)計井?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%。從泵效與沉沒度關(guān)系曲線中可以看出，當(dāng)沉沒度小于100m時，泵效相對比較低。沉沒度比較低所造成的負(fù)面影響：沉沒度太低會導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低、泵效低、負(fù)荷增加、結(jié)蠟嚴(yán)重。

2、沉沒度低造成的不利因素分析

2.1油井的沉沒度較低對泵的工作狀況的影響

沉沒度較低的井在實際生產(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阻力增大;同時形成的氣液兩相流也增大了流動阻力。低沉沒度的井在流壓較低時溶解在原油中的天然氣幾乎全部分離出來，成為游離氣體，造成油套間的套管壓力過高。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，造成油井的運轉(zhuǎn)負(fù)荷增加，桿管疲勞。

2.2油井的沉沒度較低造成的沖擊載荷的影響

如果油井的沉沒度低，泵在供液不足的狀況下抽汲，在下沖程時，柱塞與液面產(chǎn)生的液擊，會對泵產(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，下部桿柱的彎曲越容易形成，使得彎曲扭矩值越大;同時，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油井的沉沒度較低對于桿、管偏磨的影響

抽油桿在運動時與油管接觸而產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，同時也嚴(yán)重?fù)p壞油管。油井沉沒度低，使得泵柱塞在運動過程中產(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油管的臨界載荷時就會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、管斷受油井的沉沒度因素影響及分析

統(tǒng)計2016年檢泵井中沉沒度低于100米的井，分析檢泵原因有兩條：原因一：實際生產(chǎn)過程中，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)柱塞在運動中，泵筒對柱塞的橫向制約將導(dǎo)致泵筒帶動油管柱徑向擺動。油井沉沒度小，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，易引起桿、管斷脫。

原因二：油管在抽油機(jī)抽吸過程中，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是沉沒度。由上式可知，F(xiàn)浮隨h的增加而增大。所以沉沒度愈大，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 對沉沒度低的抽油機(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，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)，保證抽油時率。

3.3 沉沒度低于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。對于無法優(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 對于沉沒度低的抽油機(jī)井，以“長沖程、慢沖次、先調(diào)參、后換泵、合理控制套壓”的原則，及時進(jìn)行治理。

參考文獻(xiàn)

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

[2] 不合理沉沒度對油井防盜的影響[J].曲延祥.石化技術(shù).2017（04）

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

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