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        油井沖次、泵效相關(guān)性分析與提效增產(chǎn)措施

        2016-11-24 14:11:07劉蓬楊振雷李洪濤
        科學與財富 2016年15期
        關(guān)鍵詞:沖次泵效氣體

        劉蓬+楊振雷+李洪濤

        摘要:近年來,采油廠提掖增產(chǎn)中調(diào)整參數(shù)已成為一種主要手段,為優(yōu)化工程技術(shù)參數(shù),提高泵效,分析認為漏失、氣體影響占主要因素,沖次調(diào)整不大時,K值為常數(shù)1,沖次調(diào)整較大時,氣體影響加劇,造成泵效下降,調(diào)整越大,泵效越低,可在分析基礎(chǔ)上合理調(diào)整泵效,降低能耗和奪油上產(chǎn)。

        關(guān)鍵詞:參數(shù);沖次;氣體;泵效

        1 沖次調(diào)整與泵效關(guān)系

        影響油井泵效的主要地質(zhì)因素有油層能量、油層結(jié)構(gòu)及物性、產(chǎn)出液體物性等3個方面。(1)油層能量的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油層能量相對高,供液能力強,則油井泵效相應(yīng)也高。反之,油層能量相對低,供液能力弱,則油井泵效相應(yīng)就低。由于地層能量得不到補充而導致供液不足,泵效、生產(chǎn)效益低,有待加強注水開采工作。這也是提高這些區(qū)塊油井泵效的根本措施。

        (2)油層結(jié)構(gòu)、物性的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油層結(jié)構(gòu)、物性是影響泵效的重要地質(zhì)因素之一。如果油層屬于結(jié)構(gòu)疏松、膠結(jié)不好的砂巖,則油井生產(chǎn)過程中容易出砂,砂粒磨損抽油泵的凡爾球、凡爾座、活塞、襯套等部件,導致泵漏,泵效降低?;蛘叱錾皩е鹿潭ǚ矤?、游動凡爾卡住失效,甚至造成砂埋生產(chǎn)管柱,大大降低泵效或泵

        完全失效。要減輕這個因素的影響,提高油井泵效,鑒于經(jīng)濟、技術(shù)等條件限制,側(cè)重于在定n,s,p、選泵、優(yōu)化管柱、維護措施等方面做大量工作。據(jù)區(qū)塊油井情況確定相應(yīng)的n,s,p及合理的生產(chǎn)制度,大大提高了泵效。

        (3)油井產(chǎn)出液體物性的影響及相應(yīng)泵效提高措施。油井產(chǎn)出液體的物性對油井泵效也有重要的影響。如液體含砂多、含蠟高、易結(jié)蠟、含氣量大、油稠、粘度大等等都會對泵效有很大的影響。歸結(jié)起來主要有3個方面:一是氣體的影響;二是漏失。包括凡爾的漏失和柱塞與泵筒之間的漏失;三是沖程損失。但對目前分析的沖次調(diào)整油井影響泵效來說,主要因素是氣體影響造成。

        2 沖次調(diào)整影響泵效分析

        在油田開采中后期的油井或動液面低的油井,特別是高氣液比的油井,氣體是影響抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲過程中,泵腔泵筒內(nèi)下游動閥與固定閥之間的部分內(nèi)存在游離氣、溶解氣。泵上沖程時,若泵腔內(nèi)的壓力低于氣體溶于液體的飽和壓力,溶于液體中的氣體就會從液體中分離出來。當泵腔內(nèi)的溫度低于原油中某些組分的臨界溫度時,壓力的降低還會引起這些液態(tài)組分部分地向氣態(tài)轉(zhuǎn)化,成為凝析氣。這些氣體占據(jù)泵腔的部分體積,會降低泵的充滿度,從而降低了泵效。泵下沖程時,泵腔內(nèi)氣液兩相流體被壓縮,直到泵腔內(nèi)壓力大于游動閥上部的壓力時,游動閥才打開,將泵腔內(nèi)的原油排出。含氣油井中的抽油泵閥球一般都會開啟滯后,當在泵腔內(nèi)的氣體所占據(jù)的體積足夠大時,不但下沖程時游動閥打不開,甚至上沖程時固定閥也有可能打不開,整個上、下沖程中只是腔內(nèi)氣體在膨脹和壓縮,而沒有液體舉升,此時抽油泵出現(xiàn)“氣鎖”現(xiàn)象,無法正常工作。

        2.1 泵腔內(nèi)的壓力

        含氣油井中的抽油泵,在上沖程時,固定閥和游動閥之間會有氣體聚積,若沒有相的變化即泵腔內(nèi)的油在壓力降低時無凝析氣產(chǎn)生,則泵腔內(nèi)的壓力變化可根據(jù)氣體的狀態(tài)變化規(guī)律近似地表示為公式:

        (1)

        式中:Pux一柱塞在上沖的X位置時,壓縮腔內(nèi)的壓力,MPa;X一柱塞相對于上沖開始時的位置,m;Pi一游動閥關(guān)閉瞬間,壓縮腔內(nèi)的壓力,近似于泵的排出壓力,MPa;Pa一泵的排出壓力,MPa;Vg一在上沖開始,當游動閥關(guān)閉時,固定閥與游動閥之間聚積的氣體體積,m;Vx一當柱塞在X位置時,柱塞上行讓出的體積,m;Lg一在上沖開始,當游動閥關(guān)閉時,固定閥與游動閥之間被聚積的氣體有效長度,m;y一泵腔內(nèi)氣體的比熱比定壓比熱與定容比熱之比值。等溫膨脹或壓縮時,氣體的比熱比y=1;絕熱膨脹或壓縮時,甲烷在大氣壓下,y=1.303。

        2.2 含氣油井的抽油泵泵效計算公式:

        如果泵吸人處的氣/液體積比即油氣比是m,則抽油泵泵效為:

        (2)

        3 泵效分析

        很明顯,由式(2)可看出,要提高含氣油井的抽油泵泵效,需要從以下幾個方面做工作。

        3.1 降低Pa/Po比值。常規(guī)泵的排出壓力P由下泵深度決定,只有提高泵的吸人壓力PoP,即增加泵的沉沒度,才會提高泵效。但隨著沉沒度的不斷增加,會加劇氣的產(chǎn)生,即會加大玩,所以有一個最佳沉沒度;另外,隨著沉沒度的不斷增加,還會因沖程損失及漏失的可能性增加而降低泵效。

        3.2 加大沖程S,提高抽油泵的壓縮比。降低沖次n。隨著沖次的降低,泵腔內(nèi)的壓力變化速度就會減慢,腔內(nèi)從原油中分離出的溶解氣就會減少,坑和玩都會減小。同時,每一沖程的排油時間就長,油氣在進泵前就會有較長的分離時間,減少了進人泵腔的氣體。

        3.3 減小余隙容積。坐泵后,要使游動閥與固定閥在沖程的下死點位置時盡可能接近而又不發(fā)生碰撞,即坐泵后要提防沖距盡可能小,從而提高抽油泵的壓縮比。已定期放掉套管氣。這有利于油套環(huán)空間井液溶解氣的分離,降低進人泵腔前井液的油氣比,從而提高泵效。但因氣體釋放不均勻易造成地層出砂。其他因素不變,僅沖次調(diào)整可知,油井沖次上調(diào)后泵效降低。

        4 結(jié)束語

        (1)影響泵效的因素有氣體的影響、漏失,以及沖程損失。(2)對油氣比較高的油井來說,目前分析的沖次調(diào)整油井影響泵效來說,主要因素是氣體影響造成。(3)當沖次調(diào)整較小時(小于0.88),氣體影響不大,K值接近1;當沖次調(diào)整較大時(大于1.4),氣體影響較大,K值呈現(xiàn)下降趨勢。(4)油田調(diào)整參數(shù)油井井數(shù)較多,提掖增產(chǎn)成為一種增產(chǎn)手段,因此合理調(diào)整泵效,降低電耗和增產(chǎn),成為不可或缺的方法。

        參考文獻:

        [1]時本慶.淺析沖次對聚區(qū)抽油機井的影響[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量.2012(09)

        [2]馬慶.不同泵徑合理沖次調(diào)整界限確定[J].黑龍江科技信息.2012(13)

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