抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷測試在熱洗管理中的應(yīng)用

孟澤天（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

1 現(xiàn)狀

熱洗主要針對油井井筒，通過熱洗循環(huán)，對油管內(nèi)壁、抽油桿外壁附著的蠟進(jìn)行清洗，保證泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)[1]。熱洗可以清蠟、解卡，是油水井維護(hù)性作業(yè)中重要工序，現(xiàn)場施工中，如果方法、參數(shù)選取不當(dāng)，會造成洗井效果不理想，導(dǎo)致載荷增大，桿斷等檢泵問題發(fā)生[2]。大慶油田進(jìn)入高含水期，原油含蠟量高，含水上升，參數(shù)大，熱洗不合理，導(dǎo)致抽油桿載荷增大斷裂問題時有發(fā)生，為保證油井長期高效運(yùn)行，合理控制熱洗參數(shù)十分必要[3-4]。油井結(jié)蠟不可避免，結(jié)蠟對抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷有重要的影響。一般來說，結(jié)蠟越嚴(yán)重，負(fù)載越大。但是不同區(qū)域結(jié)蠟情況不同，以喇嘛甸油田過渡帶抽油機(jī)井為例分析，輕度結(jié)蠟和不結(jié)蠟井比例不斷上升，延長熱洗周期有較大潛力空間[5]。

載荷跟蹤法是抓熱洗工作的宏觀控制依據(jù)，是掌控油田總體熱洗情況的重要手段，監(jiān)控每口井熱洗情況，制定合理的熱洗周期，科學(xué)的洗井方法能夠提高熱洗質(zhì)量，降低油井懸點(diǎn)載荷，是實(shí)施降本增效的有效途徑之一[6-7]。通過跟蹤廠、礦、隊(duì)抽油機(jī)平均懸點(diǎn)載荷變化情況，宏觀分析熱洗狀況，通過跟蹤單井載荷變化情況，分析單井熱洗效果，查找熱洗管理中存在的問題。

2 不同熱洗周期懸點(diǎn)載荷變化分析

2.1 喇嘛甸油田總體熱洗效果分析

參照交變載荷變化，能夠判斷熱洗時機(jī)，提高熱洗時機(jī)制定的準(zhǔn)確性，延長檢泵周期[8]。依據(jù)抽油機(jī)井在結(jié)蠟后實(shí)際上載荷變大和實(shí)際下載荷變小的特征，特別是結(jié)蠟井的上載荷變化明顯的理論，跟蹤抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷。從2019 年抽油機(jī)井載荷變化趨勢可見（圖1），到7月底，抽油機(jī)的懸點(diǎn)交變載荷下降到28.42 kN，達(dá)到熱洗降載荷的平穩(wěn)階段。

2.2 采油礦熱洗效果分析

2018 年1#油礦抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷從34.93 kN降至27.40 kN，降幅7.50 kN，2019年初，抽油機(jī)井交變載荷保持較低值，5月份載荷開始小幅回升，7月升至26.79 kN。對比5 月與7 月，單井交變載荷變化超過10%的井共計(jì)407 口，其中交變載荷變大285口，變小122口。

抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷影響因素統(tǒng)計(jì)見表1，載荷變大井主要受兩類因素影響。一是測試影響：由于測試儀器標(biāo)定，標(biāo)定后載荷變大井為190口，占載荷變大總數(shù)的66.7%，是主要因素。二是蠟影響：7月份共有蠟影響52口井（其中臨近熱洗周期載荷變大井15 口），占載荷變大總數(shù)的18.2%，屬于次要因素。

圖1 喇嘛甸油田抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷曲線

表1 抽油機(jī)懸點(diǎn)交變載荷影響因素統(tǒng)計(jì)

2.3 采油隊(duì)熱洗周期內(nèi)載荷變化分析

由圖2 可知，從載荷變化看，1#井隊(duì)熱洗周期沒有明顯的規(guī)律性波動。井隊(duì)平均熱洗周期60 天，通過驗(yàn)證，排除熱洗周期長的因素。主要是高壓熱洗無法保證，造成抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷上升。特別是6—10 月雨季，熱洗車進(jìn)入井場困難，高壓熱洗無法保證，載荷上升較快。2019年4月載荷再次大幅上升，也是受轉(zhuǎn)油站擴(kuò)建影響，停止熱洗，而高壓熱洗無法進(jìn)行有效補(bǔ)充。

2.4 單井熱洗效果分析

熱洗周期的目的是改善抽油機(jī)結(jié)蠟現(xiàn)象，降低油井載荷，延長檢泵周期及壽命。熱洗周期過短會增加能耗成本[9]。在調(diào)整熱洗周期優(yōu)化上，以1#井為例：載荷曲線表明（圖3），該井懸點(diǎn)載荷有明顯的周期性波動，熱洗周期120 天過長，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。通過驗(yàn)證，該井周期調(diào)整為90天。

通過對每口單井進(jìn)行載荷跟蹤，分析載荷變化原因發(fā)現(xiàn)，洗井液在洗井過程中，從油套環(huán)空到井下泵吸入口，是溫度不斷減低的過程；在油管中，從泵吸入口到井口，則是升溫過程[10]。因此，受洗井液溫度變化影響，必須對結(jié)蠟影響導(dǎo)致常規(guī)熱洗后理論載荷與實(shí)際載荷差值大的井增補(bǔ)高壓熱洗，降低抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷。選取9 口井，通過數(shù)據(jù)對比，補(bǔ)洗后平均載荷下降5.71 kN（表2）。

圖3 1#井熱洗周期內(nèi)懸點(diǎn)載荷變化曲線

表2 補(bǔ)洗前后數(shù)據(jù)對比 單位:kN

3 搭建懸點(diǎn)載荷分析平臺

統(tǒng)計(jì)的懸點(diǎn)載荷為正常生產(chǎn)井，排除泵況問題井、生產(chǎn)未測試井、停機(jī)井等，確保數(shù)據(jù)可信度。單井錄取載荷通過測試示功圖實(shí)現(xiàn)，每月取一次測試值。單井載荷值每月錄取，便于單井分析和跟蹤管理。搭建抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷分析平臺，經(jīng)過相關(guān)篩選，可以查找廠、礦、隊(duì)的平均載荷值以及單井的載荷值，相關(guān)數(shù)據(jù)以表格和曲線的形式體現(xiàn)，使載荷變化一目了然，便于載荷變化原因分析、掌控?zé)嵯葱Ч?，有利于推進(jìn)載荷跟蹤法管理熱洗。

4 節(jié)能效果

為對比降載荷效果，開展4口抽油機(jī)井熱洗前后載荷對比分析試驗(yàn)：高壓熱洗前7 天、后7 天測示功圖和系統(tǒng)效率，對比前后載荷及系統(tǒng)效率、有功功率（表3）。

經(jīng)分析對比，平均抽油機(jī)井懸點(diǎn)載荷下降9.73 kN，測試有功功率降低2.68 kW。2019年1—7月，全廠抽油機(jī)井平均最大懸點(diǎn)載荷從48.31 kN 降到45.06 kN，降低了3.25 kN。按4 900 口抽油機(jī)井計(jì)算，總載荷降低15 925 kN，相當(dāng)于降低有功功率4 386 kW，年節(jié)約電費(fèi)5 574元。

表3 熱洗前后節(jié)能效果對比

5 結(jié)論

1）通過跟蹤分析懸點(diǎn)載荷變化原因管理熱洗，實(shí)用方便，有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)依據(jù)，可以掌控?zé)嵯慈珱r以及單井熱洗狀況，是較理想的熱洗管理方法。

2）建立抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷分析平臺，方便查詢廠、礦、隊(duì)的平均載荷值以及單井的載荷值，便于載荷變化原因分析、掌控?zé)嵯葱Ч?，有利于推進(jìn)載荷跟蹤法熱洗管理。

3）現(xiàn)場試驗(yàn)，通過此方法進(jìn)行熱洗管控，抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷下降9.73 kN，有功功率降低2.68 kW，年節(jié)約電費(fèi)5 574元。