摘 要:抽油機(jī)井泵效是油井日常生產(chǎn)中重要的管理指標(biāo),主要影響因素有:沖程損失、充滿程度、間隙漏失等。本文著重對沖程損失這一影響因素進(jìn)行分析,為臨南油田進(jìn) 一步提高泵效做好資料積累。
關(guān)鍵詞:沖程損失;流體性質(zhì);沉沒壓力;井口回壓
1、定義及影響因素
1.1定義
沖程損失是影響泵效的主要因素之一,產(chǎn)生原因是由于抽油桿和油管存在彈性變形,而在抽油機(jī)井工作時,承受不對稱的脈動載荷,其中有一部分載荷在上下沖程過程中,交替由桿柱和管柱承受,從而引起桿柱、管柱的伸長和縮短,造成實(shí)際泵沖程與地面光桿沖程之間存在差距,此差距定義為沖程損失。
1.2主要影響因素
造成沖程損失的根本原因是桿柱承受載荷的變化。因此,所有影響桿柱載荷的因素,都會影響到?jīng)_程損失,主要有:流體性質(zhì)、沉沒壓力、生產(chǎn)回壓等。
2、流體性質(zhì)對沖程損失的影響
隨著油層的不斷開發(fā),邊水及注入水逐漸推進(jìn),油井含水普遍上升,流體性質(zhì)發(fā)生變化,主要是含水上升后混合液密度增加,就單井而言對泵效造成一定的影響,下面 以LNXI52-X233井為例進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和對比分析。
由表1數(shù)據(jù),2013年該井實(shí)際泵效下降7.8%,實(shí)際沖程損失增加7.06%。因此,沖程損失是造成泵效下降的主要原因:一是動液面在下降,造成載荷增加,沖程損失增加;二是含水上升,造成載荷增加,沖程損失增加。兩者孰輕孰重,通過數(shù)據(jù)模擬對比,在生產(chǎn)制度不變的條件下得出以下結(jié)論:
結(jié)論一:油井生產(chǎn)過程中隨著含水的上升,若動液面保持穩(wěn)定,桿柱載荷變化不大,沖程損失變化不大,但泵效會不斷增加。
結(jié)論二:油井生產(chǎn)過程中,含水不變,動液面逐漸下降,桿柱載荷增加,沖程損失增加,泵效不斷降低,而且呈線性相關(guān)。
3、沉沒壓力對沖程損失的影響
3.1沉沒壓力的波動
沉沒壓力是保證上沖程過程中井內(nèi)液體能夠及時進(jìn)入泵筒,確保泵的充滿程度。在選擇合適沉沒壓力的情況下,油層受非均質(zhì)、注水量波動等影響,供液能力存在一定變化,沉沒壓力產(chǎn)生波動,直觀反映就是動液面在一定范圍內(nèi)波動。
3.2沉沒壓力波動對沖程損失的影響
以動液面波動50m為例,井筒內(nèi)液體比重0.92,在上沖程中由此產(chǎn)生的對活塞的壓力將降低0.46MPa, 因此活塞上下兩端的壓差將增加0.46MPa,結(jié)果就是活塞承受的下拉力有所增加,以44mm 泵為例,下拉力將增加700N,桿柱伸長增加0.018m,即沖程損失增加0.018m。
3.3沉沒壓力大幅度下降對沖程損失的影響
由于沉沒壓力大幅度下降是動液面影響的結(jié)果,前面對52-X233井已進(jìn)行分析, 此處不在詳細(xì)說明,其結(jié)論是:油井生產(chǎn)過程中,含水不變,動液面逐漸下降,沉沒壓力下降,將造成沖程損失不斷增加,而且呈線性相關(guān),泵效大幅度降低。
4、井口回壓對沖程損失的影響
4.1定義
井口回壓其大小與流體性質(zhì)、站內(nèi)壓力、管線的類型及截面積等因素相關(guān)。井口回壓影響到油井的正常生產(chǎn),主要反映在井筒內(nèi)部,包括光桿載荷的變化、漏失的變化、垂直管流的變化。
4.2井口回壓上升,桿柱載荷增加,增載延長,有效沖程縮短
由于回壓上升,作用于活塞的壓力增加,造成抽油桿所受的下拉力在增加。反映在功圖上就是增載線、卸載線延長、斜率變小。由于光桿的地面沖程是不變的,從而引發(fā)井下深井泵的有效沖程縮短,導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。以44mm泵為例,回壓增加0.5MPa作用于活塞的下拉力增加759N,桿柱伸長增加0.02m,即沖程損失增加0.02m。
4.3井口回壓上升的其他影響
由于井筒內(nèi)液體有一定的壓縮系數(shù),井口回壓的增加,使井內(nèi)液體進(jìn)一步受到壓縮,從而導(dǎo)致粘度、密度的增加;對于氣油比較大的井,溶解氣析出的時間延遲,在井筒內(nèi)的析出深度也在上升,也是造成粘度、密度增加的一個因素。以上兩方面原因,回壓上升后,井筒內(nèi)液體流動阻力增加,抽油桿載荷增加,造成沖程損失增加,雙凡爾及油管漏失量增加、間隙漏失量增加。影響油井產(chǎn)液量。
5、沖程損失其他影響因素
5.1防沖距調(diào)整不當(dāng)對沖程損失的影響
由于深井泵型號與抽油機(jī)型號匹配不盡合理,上調(diào)防沖距稍有不慎,造成活塞部分脫出工作筒,有效沖程降低,沖程損失增加。圖1是70-X053實(shí)測功圖,可以看出上沖程末端,載荷有下降趨勢,判斷為活塞部分脫出工作筒,影響沖程0.3米,沖程損失增加6.3%。
5.2游動凡爾關(guān)閉、開啟滯后對沖程損失的影響
深井泵工作中,由于泵質(zhì)量原因或受到沙、蠟等影響, 游動凡爾往往出現(xiàn)關(guān)閉、開啟滯后,導(dǎo)致增載、卸載不能按正常進(jìn)行,有效沖程縮短,造成沖程損失增加。圖2是70-101井實(shí)測功圖,可以看出上沖程始端,增載變慢,判斷為游動凡爾關(guān)閉滯后,影響沖程0.3米,沖程損失增加7.8%。
6、結(jié)論
(1)對沖程損失的影響程度從高到低以此為:沉沒壓力、生產(chǎn)回壓、流體性質(zhì),其中沉沒壓力大幅度下降,將導(dǎo)致沖程損失線性增加。
(2)防沖距調(diào)整不當(dāng),有效沖程下降,間接影響沖程損失。
(3)深井泵工作狀態(tài),主要是游動凡爾關(guān)閉、開啟滯后,有效沖程下降,間接影響沖程損失。
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