井口憋壓法在油井工況診斷中的應(yīng)用

白陽(yáng)

摘 要：記錄井口憋壓過(guò)程中壓力隨時(shí)間的變化過(guò)程，繪制出井口憋壓曲線，與理想狀態(tài)下的理論憋壓曲線對(duì)比分析，可以定性診斷深井泵和管柱的各種故障，判斷油井工況。多年的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，該方法操作簡(jiǎn)便易行，結(jié)果比較可靠，是采油現(xiàn)場(chǎng)的常用方法。

關(guān)鍵詞：憋壓;壓力;深井泵;抽油井

一、引言

油田開(kāi)發(fā)進(jìn)入高含水期后由于腐蝕、偏磨等原因，深井泵工作環(huán)境變差，導(dǎo)致出現(xiàn)各種故障，嚴(yán)重影響油井的正常生產(chǎn)。因此必須關(guān)注深井泵的運(yùn)行，在出現(xiàn)故障后及時(shí)判斷故障原因，制定合理措施，及時(shí)回復(fù)生產(chǎn)。在油井生產(chǎn)管理中，通過(guò)井口憋壓來(lái)分析和判斷深井泵工況具有易操作、簡(jiǎn)單快捷的特點(diǎn)，是一種常用的診斷方法。

二、理論依據(jù)

1.深井泵工作原理

油田所用有桿深井泵是一種往復(fù)泵，地面抽油機(jī)懸點(diǎn)的上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)抽油桿傳遞至深井泵。抽油桿上行時(shí)，活塞隨之上行，活塞上的游動(dòng)閥受上方液柱壓力作用而關(guān)閉。此時(shí)泵筒內(nèi)壓力降低，固定閥在油套環(huán)空的液柱壓力與泵筒內(nèi)壓力差的作用下被打開(kāi)。此時(shí)井口排出液體、泵內(nèi)吸入液體（圖1（a））。

抽油桿下行時(shí)，活塞隨之向下運(yùn)動(dòng)，固定閥受重力作用關(guān)閉。泵筒內(nèi)壓力上升，當(dāng)泵內(nèi)壓力大于活塞上部液柱壓力時(shí)，游動(dòng)閥被頂開(kāi)。泵筒內(nèi)的液體，在壓力作用下，通過(guò)游動(dòng)閥進(jìn)入活塞上部，井口同時(shí)排出液體（圖1（b））。

2.理論憋壓曲線

理論憋壓曲線，就是假設(shè)在地層供液能力充足但沒(méi)有噴勢(shì)，產(chǎn)液中不含氣體，因此產(chǎn)液是純液流壓縮系數(shù)很小，可以忽略不計(jì)。油管和深井泵沒(méi)有漏失，井口沒(méi)有滲漏。根據(jù)抽油泵工作原理，在關(guān)閉井口閥門(mén)后，通過(guò)抽吸可使井口油壓從0MPa上升到一定數(shù)值，壓力值在停抽后保持不變（圖2）。

三、井口憋壓法診斷深井泵工況

1.憋壓過(guò)程操作

井口憋壓操作較為簡(jiǎn)單，憋壓前先關(guān)閉井口回壓閥門(mén)，安裝壓力表，然后啟動(dòng)抽油機(jī)，隨著抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)井口壓力上升。記錄壓力和對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)，繪制成曲線，和理論曲線進(jìn)行對(duì)比，可以判斷深井泵的工作狀況。

2.憋壓數(shù)據(jù)分析

根據(jù)記錄好的憋壓數(shù)據(jù)，繪制出實(shí)際憋壓曲線后，與理論憋壓曲線進(jìn)行對(duì)比，分析判斷深井泵的工作狀況。

2.1 深井泵正常的憋壓數(shù)據(jù)

當(dāng)油井生產(chǎn)正常時(shí)，抽油桿上行和下行均排液，此時(shí)憋壓在沒(méi)有氣體影響的情況下，壓力值是持續(xù)上升的，因?yàn)橐后w壓縮性小，壓力上升速度會(huì)越來(lái)越快，停抽后壓力值保持不變，說(shuō)明井內(nèi)的管柱和工具工作正常（圖3）。

2.2游動(dòng)凡爾漏失

游動(dòng)凡爾漏失導(dǎo)致產(chǎn)液量下降的表征和固定凡爾一致，但憋壓數(shù)據(jù)差異明顯。游動(dòng)凡爾關(guān)閉不嚴(yán)而固定凡爾工作正常，穩(wěn)壓數(shù)據(jù)可保持不變（圖5）。憋壓過(guò)程中由于游動(dòng)凡爾存在漏失，固定凡爾工作正常，在上行時(shí)，活塞上行壓縮其上方液柱，井口憋壓數(shù)據(jù)逐漸上升，游動(dòng)凡爾的漏失量隨井口壓力上升而增大。此時(shí)憋壓數(shù)據(jù)表現(xiàn)為壓力上升變緩。此時(shí)固定凡爾工作正常，油管內(nèi)的液體無(wú)法回流，井口壓力不變。

2.3供液不足或固定凡爾漏失（有產(chǎn)量）

地層供液能力不足導(dǎo)致產(chǎn)液量下降，泵筒充滿程度低，此時(shí)井口憋壓抽油桿上行壓力上升，下行開(kāi)始初期，壓力下降，活塞接觸泵筒內(nèi)液面后，壓力開(kāi)始上升。憋壓曲線呈現(xiàn)出波浪式上升且停抽后可穩(wěn)壓（圖4）。當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí)，可以通過(guò)增加對(duì)應(yīng)注水井的注水量，下小泵深抽或降低油井沖次改善工況。

固定凡爾漏失時(shí)泵效降低，產(chǎn)量降低，憋壓時(shí)上行壓力上升，下行壓力下降，由于游動(dòng)凡爾正常工作，壓力仍然可以上升且能穩(wěn)壓。

供液不足與固定凡爾漏失的憋壓曲線形態(tài)相似，區(qū)別在于固定凡爾漏失時(shí)，下行過(guò)程壓力不會(huì)上升?？赏ㄟ^(guò)測(cè)試示功圖區(qū)分這兩種工況。

2.4雙凡爾漏失

油井發(fā)生雙凡爾漏失且井口還有一定產(chǎn)量的情況較為少見(jiàn)。在這種情況下進(jìn)行憋壓操作，上行壓力上升，下行壓力下降，井口壓力總體趨勢(shì)仍然可以保持上升，但是當(dāng)壓力上升到漏失量與吸入量相等后就不再上升，該值取決于漏失量的大小。停抽后壓力持續(xù)下降，壓力下降速度隨壓力值降低而減緩（圖6）。出現(xiàn)這種情況的原因與漏失程度有關(guān)，上行過(guò)程中，游動(dòng)凡爾關(guān)閉，漏失量小于排出量，活塞壓縮其上方液柱，使壓力上升;下行時(shí)，固定凡爾漏失，壓力下降。停抽后，由于游動(dòng)凡爾和固定凡爾均漏失嚴(yán)重，因此，井口壓力持續(xù)下降，直至壓力降至與回壓一致。

2.5氣鎖或固定凡爾漏失嚴(yán)重（無(wú)產(chǎn)量）

深井泵發(fā)生氣鎖或固定凡爾漏失嚴(yán)重，井口無(wú)產(chǎn)液時(shí)，啟動(dòng)抽油機(jī)進(jìn)行憋壓，上行時(shí)活塞壓縮上方殘留液柱，壓力上升，下行時(shí)壓力下降到初始的油壓（管線回壓）值，油井由于無(wú)產(chǎn)液，井口壓力不會(huì)持續(xù)上升，說(shuō)明此時(shí)發(fā)生氣鎖或固定凡爾漏失嚴(yán)重（圖7）。區(qū)分到底屬于何種工況，可結(jié)合示功圖判斷。

2.6油管漏失

井內(nèi)油管由于腐蝕或偏磨產(chǎn)生漏失，此時(shí)若井口仍有一定產(chǎn)量，也可通過(guò)憋壓法結(jié)合示功圖判斷。深井泵游動(dòng)凡爾和固定凡爾工作正常，憋壓初期上下行過(guò)程中井口壓力正常上升。隨著壓力升高，漏失量增大，壓力上升趨勢(shì)變緩，當(dāng)漏失量和深井泵排液量相同時(shí)，壓力不在上升。停抽后井口壓力持續(xù)下降無(wú)法穩(wěn)壓（圖8）。此種工況下，示功圖形狀正常，載荷大小與漏失點(diǎn)深度有關(guān)。隨生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)，此種工況油井產(chǎn)量逐漸下降直至躺井。

四、結(jié)論

1、有桿抽油機(jī)井井口憋壓操作與示功圖配合分析，可診斷出深井泵常見(jiàn)故障情況。

2、在油井生產(chǎn)管理中，利用憋壓曲線診斷出工況問(wèn)題后，對(duì)部分工況異常井可采取碰泵、洗井、水井調(diào)配、生產(chǎn)參數(shù)調(diào)整等措施，可恢復(fù)正常而不必檢泵作業(yè)。

3、井口憋壓法用于采油日常管理，是工況診斷的重要手段，現(xiàn)場(chǎng)操作工人應(yīng)熟練掌握。

參考文獻(xiàn)

[1]鄒艷霞﹒采油工藝技術(shù)[M]﹒北京：石油工業(yè)出版社，2006：230～231。