峁向濤，韓 亮，谷瑞濤

延長油田股份有限公司定邊采油廠樊學(xué)采油隊(duì)(陜西定邊718600)

樊學(xué)油區(qū)抽油機(jī)井異常工況診斷與處理

峁向濤，韓 亮，谷瑞濤

延長油田股份有限公司定邊采油廠樊學(xué)采油隊(duì)(陜西定邊718600)

抽油機(jī)井在正常生產(chǎn)過程中，示功圖形狀變化不大，上下行電流相對(duì)穩(wěn)定，憋壓曲線正常，低壓油井井口呼吸有規(guī)律可循。當(dāng)任一動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生異常，很有可能是抽油機(jī)井出現(xiàn)某種問題，此時(shí)應(yīng)及時(shí)分析判明原因并采取相應(yīng)的措施，使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。介紹了抽油機(jī)井異常工況診斷的幾種方法，并結(jié)合實(shí)例分析了抽油桿斷脫、泵漏失及出油管線堵塞等情況下上下行電流、示功圖、憋壓曲線或井口呼吸等參數(shù)的具體變化，指出，實(shí)際操作中，幾種參數(shù)應(yīng)結(jié)合判斷，綜合考慮，才能準(zhǔn)確判明油井工況。

抽油機(jī);上下行電流;示功圖;憋壓曲線;井口呼吸;油井工況

樊學(xué)油區(qū)有生產(chǎn)井900多口，日均產(chǎn)油1 300t，異常工況井日均4口，影響產(chǎn)油量約10t;由于油井分布分散、專業(yè)技術(shù)人員配備不足等原因造成處理滯后，而盡早恢復(fù)油井正常生產(chǎn)，減少產(chǎn)量損失，可提高最終經(jīng)濟(jì)效益。因此，進(jìn)行抽油機(jī)井井口憋壓或產(chǎn)液對(duì)比等日常管護(hù)操作，能隨時(shí)觀測抽油機(jī)井工況問題，并與其他方法綜合診斷，可準(zhǔn)確判斷泵況，油管、桿工作狀況及地面輔助設(shè)備是否正常等，從而及時(shí)、有效地處理故障，恢復(fù)油井正常生產(chǎn)。

1 抽油機(jī)井異常工況診斷方法

1.1 示功圖

示功圖是分析深井泵工作狀況的主要依據(jù)，通過示功圖對(duì)比，可初步判斷抽油桿斷脫、泵管漏失及柱塞與泵筒的配合情況，也可判斷出砂、結(jié)蠟、氣體等對(duì)泵況的影響。在實(shí)際分析中，應(yīng)與油井動(dòng)態(tài)資料(如動(dòng)液面、油井產(chǎn)量、壓力及抽油機(jī)正常運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)的上下行電流等)進(jìn)行綜合分析［1］。

1.2 憋壓曲線法

憋壓曲線是在憋壓過程中，記錄每個(gè)上下沖程的壓力值，然后根據(jù)該井實(shí)際情況確定幾個(gè)沖程作為描點(diǎn)時(shí)間，繪制壓力曲線分析和判斷抽油機(jī)泵管漏失、油桿斷脫等情況［2］。

1)開抽憋壓時(shí)，壓力曲線呈上升趨勢(shì)，停機(jī)穩(wěn)壓時(shí)，壓力不變，說明泵況正常。

2)開抽憋壓時(shí)，壓力曲線上下波動(dòng)，上沖程時(shí)壓力上升，下沖程時(shí)壓力下降，停機(jī)穩(wěn)壓時(shí)，壓力不變，說明固定閥漏失。

3)開抽憋壓時(shí)，壓力曲線上下波動(dòng)，上沖程時(shí)壓力先上升后下降，下沖程時(shí)壓力基本不變，停機(jī)穩(wěn)壓時(shí)壓力穩(wěn)定在油壓值，說明排除部分漏失(可能是游動(dòng)閥漏失、油管漏失或柱塞與襯套間隙間漏)。

4)憋壓時(shí)，井口不起壓，壓力曲線示值與油壓值相等，說明油桿斷脫。

1.3 井口呼吸觀察法

井口呼吸觀察法只應(yīng)用于地層壓力低的油井，通過觀察抽油泵上、下“呼吸”情況來判斷抽油泵的故障［2］。

1)當(dāng)抽油泵吸入部分嚴(yán)重漏失或堵塞時(shí)，油井表現(xiàn)為泵不排液，且光桿上行時(shí)井口出氣，下行時(shí)倒吸氣。

2)當(dāng)抽油泵排出部分漏失時(shí)，油井表現(xiàn)為泵不排液，且光桿上行初期井口稍微出氣，接著又有倒吸氣現(xiàn)象。

3)若光桿上行時(shí)井口出氣大，下行時(shí)井口出氣小，根據(jù)日常積累經(jīng)驗(yàn)，此時(shí)泵況良好，只是因?yàn)橐后w還未抽到井口所造成的。

1.4 電流分析法

在生產(chǎn)過程中，通過錄取觀察，總結(jié)、歸納出抽油機(jī)上下行電流的變化規(guī)律。

1)當(dāng)抽油桿斷脫、油管斷脫、脫接器脫落時(shí)，現(xiàn)象為抽油機(jī)上行電流突然減少，下行電流增大，斷脫位置不同電流變化情況不同。

2)柱塞結(jié)蠟時(shí)，使游動(dòng)閥常開，現(xiàn)象為抽油機(jī)上行電流減少，下行電流增大;油管結(jié)蠟時(shí)，現(xiàn)象為抽油機(jī)上、下行電流逐漸增大。

3)出油管線堵塞時(shí)，現(xiàn)象為抽油機(jī)上行電流增大，下行電流減小。

4)間歇出油井，現(xiàn)象為抽油機(jī)上下行電流來回波動(dòng)［2］。

5)抽油機(jī)井卡泵時(shí)，現(xiàn)象為上下行電流同時(shí)增

大［3］。

經(jīng)驗(yàn)證，利用電流變化規(guī)律，再結(jié)合示功圖或憋壓曲線等參數(shù)，對(duì)判明油井工況具有良好效果。

2 應(yīng)用實(shí)例與效果

2.1 抽油桿斷脫

2014年5月20日07:00，采油工在錄取完定4490-4井動(dòng)態(tài)參數(shù)后，對(duì)比發(fā)現(xiàn)電流表現(xiàn)異常，即上行電流下降幅度大，下行電流上升(表1)，量油后發(fā)現(xiàn)降產(chǎn)5.896m3/d，匯報(bào)后，技術(shù)員立刻測示功圖(圖1)進(jìn)行核實(shí)，發(fā)現(xiàn)示功圖載荷明顯減小，圖形變窄，初步判斷該井?dāng)嗝?，?jīng)修井作業(yè)起出后，原井桿柱第145根本體斷。

表1 2014年定4490-4動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表

圖1 正常與抽油桿斷脫示功圖疊加對(duì)比

原因分析:抽油機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)，懸點(diǎn)載荷主要由慣性、液體對(duì)柱塞的頂托、抽油桿及柱塞上部液體的重量等綜合作用組成。由于鍛造缺陷、桿柱磨損、結(jié)蠟、震動(dòng)及腐蝕出砂的影響，易造成抽油桿斷脫［4］。當(dāng)抽油桿斷脫后，驢頭載荷實(shí)際上是斷脫點(diǎn)以上的抽油桿柱重量，只是由于摩擦力的作用，才使上、下載荷線不重合［5］。光桿上行時(shí)，由于懸點(diǎn)載荷減小，利用平衡塊重力勢(shì)能即可克服剩余桿柱重量，電機(jī)做功小，電流下降;光桿下行時(shí)，由于懸點(diǎn)載荷減小，電動(dòng)機(jī)要配合桿柱來拉起平衡塊，電機(jī)做功大，電流上升。因此，抽油桿斷脫后電機(jī)的上行電流下降幅度大，下行電流上升。

2.2 抽油機(jī)井漏失

由于泵掛位置深，在抽吸過程中，管桿摩擦、產(chǎn)液腐蝕等情況，都會(huì)導(dǎo)致泵閥、油管漏失等異常工況發(fā)生。

2.2.1 固定閥漏失

2014年6月11日07:00，采油工對(duì)定43020-4井進(jìn)行憋壓操作，并繪制曲線(圖2)，發(fā)現(xiàn)開抽憋壓時(shí)，壓力上下波動(dòng)，上沖程時(shí)壓力上升，下沖程時(shí)壓力下降，停機(jī)穩(wěn)壓后，壓力不變，量油后發(fā)現(xiàn)液量明顯下降(表2)，初步判斷抽油泵吸入部分漏失，經(jīng)修井檢泵起出后，原抽油泵球座刺。

圖2 定43020-4井憋壓曲線

原因分析:抽油桿上行時(shí)，柱塞帶動(dòng)液體向上運(yùn)動(dòng)，井口排出有效沖程一段液體，因?yàn)橐后w的頂托作用，壓力上升;抽油桿下行時(shí)，由于吸入部分漏失，柱塞以下壓力不能及時(shí)提高，游動(dòng)閥打開滯后，壓力下降;只有當(dāng)漏失速度小于柱塞下行速度時(shí)，才有液體排出，此時(shí)，壓力下降減緩，但如果吸入部分漏失嚴(yán)重，游動(dòng)閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力一直下降。

2.2.2 游動(dòng)閥漏失

2014年5月29日07:00，采油工對(duì)定4611-5井量油時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量下降明顯(表3)，為進(jìn)一步核實(shí)，采油工進(jìn)行呼吸觀察，發(fā)現(xiàn)上行時(shí)開始稍微出氣，隨后又出現(xiàn)吸氣現(xiàn)象，根據(jù)油井資料(表3)顯示，油井供液良好，因此，初步判斷抽油泵排出部分漏失，經(jīng)常規(guī)清蠟檢泵起出后，原抽油泵游動(dòng)凡爾磨損。

原因分析:①排出部分漏失:上沖程當(dāng)柱塞上行速度大于泵漏失速度時(shí)，液柱向上走了一段距離，所以頂出一點(diǎn)氣，但若游動(dòng)閥漏失，液柱又下降，因而接著又出現(xiàn)吸氣現(xiàn)象。②吸入部分漏失:當(dāng)柱塞上行時(shí)，由于游動(dòng)閥和柱塞密封嚴(yán)密，柱塞以上的氣體被排出，井口表現(xiàn)為出氣;在柱塞下行時(shí)，由于固定閥嚴(yán)重漏失或井口部分堵塞，泵工作筒內(nèi)無油液，使游動(dòng)閥不能打開，油管內(nèi)液柱隨柱塞一起向下移動(dòng)而吸氣［1］。

表2 2014年定43020-4動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表

表3 2014年定4611-5井資料統(tǒng)計(jì)表

2.3 出油管線堵塞

2014年6月16日07:00，采油工錄取定4192井電流資料時(shí)發(fā)現(xiàn)，上電流較往常上升，下電流下降(表4)，量油后產(chǎn)量下降7.82m3/d，繪制憋壓曲線(圖3)后發(fā)現(xiàn)，壓力呈上升趨勢(shì)，穩(wěn)壓3min后，壓力保持在3.6MPa，說明泵況良好，為進(jìn)一步落實(shí)原因，采油工打開油樣閥，發(fā)現(xiàn)油井正常上液，初步判斷出油管線堵，匯報(bào)并清管線后，電流正常，產(chǎn)量恢復(fù)。

表4 2014年定4192資料登記表

圖3 定4192井憋壓曲線

原因分析:出油管線堵塞以后，管徑縮小，增大液體流動(dòng)阻力，流速降低，井口壓力上升，產(chǎn)量下降。上行時(shí)，附加流動(dòng)阻力疊加于懸點(diǎn)，電機(jī)做功增多，電流上升;下行時(shí)，井口回壓作用在柱塞端面，使懸點(diǎn)載荷增大，電機(jī)做功減少，電流下降。

3 結(jié)論與建議

1)在實(shí)際應(yīng)用中，判斷抽油機(jī)井故障的幾種方法應(yīng)相互補(bǔ)充，以準(zhǔn)確判明油井工況，為修井檢泵作業(yè)或采取其他措施提供技術(shù)依據(jù)。

2)制定合理規(guī)章制度，要采油工認(rèn)真錄取油井動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)資料，并上報(bào)有關(guān)部門，及時(shí)對(duì)工況異常井采取措施，恢復(fù)油井正常生產(chǎn)，減少產(chǎn)量損失，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3)準(zhǔn)確做好各項(xiàng)診斷反饋登記(如該井結(jié)蠟、腐蝕是否嚴(yán)重等)，為以后的判斷提供資料依據(jù)。

4)對(duì)油區(qū)按照主要異常原因(如斷桿、漏失頻次過高)進(jìn)行分類，可選擇加藥、調(diào)參等技術(shù)措施延長油井的免修期。

［1］張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)［M］.東營:中國石油大學(xué)出版社，2000.

［2］車太杰.采油生產(chǎn)常見故障診斷與處理［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2010.

［3］郭鳳華.淺析抽油機(jī)電流，示功圖變化診斷油井故障［J］，石油科技論壇，2012(3):22-24.

［4］韓亮，張帆，馮愛霞.樊學(xué)油區(qū)桿柱斷脫現(xiàn)象的原因及治理措施［J］.石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2014，30(4):51-53.

［5］趙淑敏.抽油機(jī)井工況診斷方法探討［J］.中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2011(6):194-195.

There is little change in the shape of indicator diagram of a pumping unit well in normal production process.The upward and downward current is stable，the pressure holding curve is normal，and the wellhead breathing of low pressure wells is regular. When any dynamic parameter is abnormal，some kind of problem of the pumping well may have occurred.Therefore the causes should be analyzed and the appropriate measures should be taken to make the oil well resume normal production.Several diagnosis methods of the abnormal conditions of pumping unit wells are introduced，and the changes of the upward and downward current，the indicator diagram，the pressure holding curve and the wellhead breathing parameters of the pumping unit wells under the conditions of sucker rod breaking off，pump leakage and flowline being plugged separately are analyzed by cases.It is pointed out that in practice，several parameters should be comprehensively considered to accurately judge the condition of the pumping unit wells.

pumping unit;upward and downward current;indicator diagram;pressure holding curve;wellhead breathing;oil well condition

梅

2014-07-11

峁向濤(1989-)，男，現(xiàn)主要從事油井異常工況診斷與處理等方面工作。