郝瑞輝(中國石油遼河油田分公司鉆采工藝研究院 遼寧 盤錦 124010)

一、概述

遼河油田油層埋藏較深的區(qū)塊較多，主要在歐利坨、黃金帶、冷161和齊131等油田區(qū)塊，油層埋藏深度在2600m以下的生產(chǎn)油井有95口，占抽油機(jī)開井總數(shù)的18%。由于受到地質(zhì)構(gòu)造及油層滲透率等因素影響，隨著生產(chǎn)時間的推移，地層壓力逐漸下降，油井液面不斷變深(動液面在2200m以下)的油井為55口。常規(guī)深抽由于受抽油機(jī)額定載荷和抽油桿抗拉強(qiáng)度的限制，當(dāng)下泵深度超過2400m時，導(dǎo)致抽油機(jī)超載及抽油桿斷脫等事故發(fā)生，在實(shí)施的50多口常規(guī)深抽工藝井中，有9口出現(xiàn)過斷桿情況。使這些處于低壓狀態(tài)的井不能正常發(fā)揮油層潛能，以致造成油井生產(chǎn)能耗大、成本高、效益低的情景。該技術(shù)通過減載器的作用，減輕了抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷，可將抽油泵下深到2800-3000m，解決了抽油機(jī)超載和抽油桿斷脫問題。使抽油泵的沉沒度增加了400m以上，達(dá)到了提高油井生產(chǎn)能力，節(jié)能降耗的目的。

二、工作原理及特點(diǎn)

1.工作原理

雙作用泵減載裝置是由兩組不同規(guī)格的泵筒和柱塞組成的，其減載活塞的上下端面分別處在油套不同的壓力系統(tǒng)中，由于它所下入的深度，使油管內(nèi)液柱壓力大大高于油套環(huán)空內(nèi)的壓力，由這個壓力差所產(chǎn)生的力作用于減載活塞的下端面，使其產(chǎn)生一個向上的舉升力，當(dāng)抽油機(jī)驢頭上行時，減載活塞在該舉升力的作用下，帶動下面的抽油泵桿柱隨同上面的抽油桿柱一起向上運(yùn)動，從而達(dá)到減少抽油機(jī)驢頭懸點(diǎn)載荷的目的；抽油機(jī)驢頭下行時，減載活塞被其以下的抽油桿柱帶動向下運(yùn)動，其減載器向上的力繼續(xù)作用在上部抽油桿上，以減輕其拉力，同時減載泵筒內(nèi)的原油順油管被排出井口，如此完成一個工作過程。

2.工藝特點(diǎn)

（1）用普通D級或H級抽油桿便可大幅度加深泵掛，實(shí)現(xiàn)深抽、超深抽，達(dá)到提高泵效，提高產(chǎn)量的目的。

（2）采用雙作用泵減載深抽工藝管柱結(jié)構(gòu)。

三、適用范圍及理論計(jì)算：

1.適用范圍：

結(jié)合雙作用泵減載工作原理，對低產(chǎn)低效的油井進(jìn)行了系統(tǒng)分析，通過了解地層壓力、滲透率、動液面等生產(chǎn)參數(shù)，確定了技術(shù)使用范圍。即：油層埋藏深度在2600m以下，生產(chǎn)動液面在油層上界400m以上，地層壓力較低，且需滲導(dǎo)性較好，具有一定供液能力，滿足抽油泵下深在2500-3000m范圍內(nèi)。

2.理論計(jì)算：

為確定技術(shù)的可行性，我們進(jìn)行了大量的理論計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)狀況進(jìn)行了評價(jià)對比。

（1）減載器減載載荷計(jì)算：

通過計(jì)算，當(dāng)抽油泵深下至2700m時，其懸點(diǎn)最大理論載荷為：113.9KN，使用減載器下至1000m是時，減載力為：25.31KN，減載后懸點(diǎn)最大理論載荷為113.9-25.31=88.59KN，滿足了10型機(jī)額定工作載荷。（10型抽油機(jī)懸點(diǎn)最大負(fù)荷為100KN,12型抽油機(jī)懸點(diǎn)最大負(fù)荷為120KN）

（2）抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷計(jì)算：

通過理論計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比，理論比實(shí)測要高一些，主要是因?yàn)樯a(chǎn)中液柱里含有一定量天然氣，液柱重力載荷降低。

（3）抽油桿抗拉強(qiáng)度及沖程損失分析

目前，抽油桿的設(shè)計(jì)抗拉強(qiáng)度以能夠滿足抽油泵深抽工藝要求，但由于長期疲勞使用及偏磨造成的損傷，使多數(shù)抽油桿的抗拉強(qiáng)度具有不同程度的下降，至使抽油井?dāng)鄺U事故經(jīng)常發(fā)生，一般斷桿深度均在1000m以上。采用減載工藝后，可減輕上部抽油桿的拉力達(dá)到50%以上，大大減少了斷桿事故的發(fā)生。

（4）電機(jī)功率計(jì)算

通過計(jì)算，當(dāng)懸點(diǎn)載荷降低10KN時,則抽油機(jī)可節(jié)電8%，一般情況下，減載器的減載力是20-30KN,所以，抽油機(jī)通過減載器減載后可節(jié)電15-25%。

四、現(xiàn)場實(shí)施情況

1.實(shí)施效果分析

共投入19口井，23井次，截至目前共增油13894.59t增氣128.1×104m3。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果分析，投入的19口井，措施前平均泵深2062.5m,措施后平均泵深2575m，平均提高沉沒度500m。措施前平均日產(chǎn)油0.44t,措施后平均日產(chǎn)油2.79t。平均日增油達(dá)到5t以上的井有3口，累增油達(dá)到1500t以上的井有3口，達(dá)到1000t以上的井有5口。

2.減載節(jié)能效果分析

實(shí)施減載深抽工藝的目的是加深泵掛，即要滿足抽油泵供液需求，又能滿足抽油機(jī)額定載荷要求，保證油井安全平穩(wěn)生產(chǎn)。而減載節(jié)能的計(jì)算是與在相同泵掛時，不實(shí)施減載工藝所消耗電量的對比，下面選取了8口井進(jìn)行了對比分析。

8口井措施前平均泵掛2048m，日耗電量131.2KWh，措施后平均泵掛2618m，日耗電量 129.5KW·h，電量及載荷對比措施前后基本相同，但泵掛加深了570m。措施后與理論計(jì)算對比，日耗電量降低了35KWh，平均單井日節(jié)電21.3%。

五、結(jié)論及建議

（1）雙作用泵減載深抽采油技術(shù)可在不改變油井地面設(shè)備的情況下，使用原有的10型和12型抽油機(jī)實(shí)現(xiàn)深抽，已實(shí)施措施井最大下泵深度2700m，增產(chǎn)效果顯著。

（2）雙作用泵減載深抽采油技術(shù)可以減小抽油機(jī)載荷，具有較好的節(jié)能減排作用。

（3）應(yīng)用雙作用泵減載深抽采油技術(shù)的井應(yīng)具有一定的供液能力，能保證油井連續(xù)生產(chǎn)，對于效果較差井可與解堵、壓裂等措施配合使用。

（4）建議對油層埋藏較深（2600-3500m），滲透性差，動液面較深，日產(chǎn)量低的油井或間開井，推廣實(shí)施該項(xiàng)技術(shù)。

[1]姜東,羅文莉,羅燕,等.等徑刮砂柱塞防砂泵的研究與應(yīng)用[J].石油機(jī)械,2001,29(7):28-29.