白建平

摘要：提液是油田穩(wěn)產(chǎn)的主要手段，隨著油田含水的上升，抽油機井的泵徑在逐年增大，換泵井選擇越來越難。各套井網(wǎng)地質(zhì)條件不同，其合理沉沒度應不同，基礎(chǔ)井網(wǎng)射開的厚度大，滲透率高，供液速度高，為維持泵正常生產(chǎn)需要的沉沒度相對較低。一次井網(wǎng)、二次井網(wǎng)同基礎(chǔ)井網(wǎng)相比，滲透率低、有效厚度薄、地層系數(shù)小、含水低、氣油比高，供液速度相對較低，所以為維持泵正常生產(chǎn)需要的沉沒度相對比較高。過渡帶采用四五點法面積注水，注采井數(shù)比相對較高，為維持泵正常生產(chǎn)需要的沉沒度相對較高。要想充分發(fā)揮油層潛力，又要達到節(jié)能降耗的目的，必須將各個井網(wǎng)的沉沒度控制在不同的合理范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：油田穩(wěn)產(chǎn)；抽油機井；井網(wǎng)部署；沉沒度；節(jié)能降耗

抽油泵泵筒內(nèi)的工作壓力常常低于原油飽和壓力，抽汲時往往是氣液兩相流體同時進泵。氣體進泵必然占據(jù)部分泵筒空間，從而減少進泵的液體體積。由于泵內(nèi)氣體的高度可壓縮性，在上下沖程的初始階段，氣體的膨脹或壓縮作用使泵內(nèi)壓力改變遲緩，導致泵閥延遲打開或關(guān)閉。當氣體影響嚴重時，可能發(fā)生“氣鎖”，導致抽油機井不出油。為了減少進泵氣體體積，可適當提高油井的沉沒度，使原油中的游離態(tài)氣體更多的溶于其中，因此開展抽油機井的合理沉沒度技術(shù)界限研究具有一定的現(xiàn)實意義。

本文針對高含水后期的開發(fā)特點，分析了抽油機井在不同井網(wǎng)、不同沉沒度和泵效及泵工作狀況之間的關(guān)系，不同沉沒度與檢泵率之間的關(guān)系認為，高含水后期開發(fā)，抽油機井合理沉沒度應保持在300m左右，各井網(wǎng)間由于具有不同的地質(zhì)特點，其合理沉沒度范圍有所不同。

1 理論計算

不考慮泵漏失及沖程損失時泵的充滿程度 β為泵內(nèi)油水體積之和與泵容積之比。設(shè)泵吸入口壓力為P1，對應的溶解油氣比為Rs1，溶解氣水比為Rsw1；泵內(nèi)壓力為P2，對應的溶解油氣比為Rs2，溶解氣水比為Rsw2，體積系數(shù)為Bo2；進入泵內(nèi)油含水率為fw，則油水比：

2 沉沒度不合理造成因素分析

2.1油井的沉沒度較低對泵的工作狀況的影響

沉沒度較低的井在實際生產(chǎn)中流壓都遠遠低于飽和壓力，原油在地層中就已脫氣，越接近井筒附近脫氣越嚴重，流壓越低在井筒附近脫氣越嚴重。原油脫氣后粘度增大流動阻力增大；同時形成的氣液兩相流也增大了流動阻力。低沉沒度的井在流壓較低時溶解在原油中的天然氣幾乎全部分離出來，成為游離氣體，造成油套間的套管壓力過高。不但使地層的供液狀況變差，液體流向井底的阻力增大，流動速度減慢，而且這些氣體進入泵筒內(nèi)，使泵內(nèi)充滿大量的氣體，抽油泵達不到正常的充滿程度，增加活塞與泵筒之間的磨擦力，影響泵的正常工作，降低產(chǎn)液能力，造成油井的運轉(zhuǎn)負荷增加，桿管疲勞。

2.2 油井的沉沒度較低造成的沖擊載荷的影響

如果油井的沉沒度低，泵在供液不足的狀況下抽汲，在下沖程時，柱塞與液面產(chǎn)生的液擊，會對泵產(chǎn)生不可忽視的沖擊力，從示功圖上看有明顯的沖擊波浪線。液體的沖擊載荷與半徑的關(guān)系很大，泵徑越大沖擊載荷越大.沖擊載荷越大，在下行程時，下部桿柱的彎曲越容易形成，使得彎曲扭矩值越大；同時，液擊使得桿管最大載荷與最小載荷的差值增大，因此螺旋扭矩也越大，這樣桿、管斷脫的可能性越大。

2.3 油井的沉沒度較低對于桿、管偏磨的影響

抽油桿在運動時與油管接觸而產(chǎn)生偏磨，這種磨損不僅傷害抽油桿接箍，同時也嚴重損壞油管。油井沉沒度低，使得泵柱塞在運動過程中產(chǎn)生液擊從而造成沖擊載荷，當作用于油管下端的載荷超過油管的臨界載荷時就會造成油管下部失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生螺旋彎曲變形，有可能造成抽油桿和彎曲的油管之間的磨擦接觸而造成桿管偏磨

2.3 桿、管斷受油井的沉沒度因素影響及分析

統(tǒng)計2017年檢泵井中沉沒度低于100米的井，分析檢泵原因有兩條：原因一：實際生產(chǎn)過程中，由于抽油桿柱與油管柱都不是理想的剛性體，均存在彎曲變形。在垂直懸掛條件下，全井管柱的彎曲變形將使柱塞與泵筒之間難以保持軸向同心。因此，泵內(nèi)柱塞在運動中，泵筒對柱塞的橫向制約將導致泵筒帶動油管柱徑向擺動。油井沉沒度小，油套環(huán)形空間內(nèi)的液體就少，對油管的徑向束縛力就小，油管的徑向擺動就會相對劇烈，易引起桿、管斷脫。

原因二：油管在抽油機抽吸過程中，除了受到管內(nèi)液體的重力和摩擦力等交變載荷外，

還受到油套環(huán)形空間液體的穩(wěn)定浮力，這個浮力總是減小油管的載荷，有利于改善油管的受力條件，其表達式為：F浮=（P套+ρ液g h）S底。其中h是沉沒度。由上式可知，F(xiàn)浮隨h的增加而增大。所以沉沒度愈大，油管受到的浮力越大，越有利于減小油管的載荷，使油管的彈性形變變小。

3 應用分析

為獲得計算所需參數(shù)，分別在油田A，B，C區(qū)塊選取代表性油井進行取樣，化驗分析得到不同壓力級別下飽和壓力、粘度、溶解油氣比、體積系數(shù)、密度、溶解系數(shù)6項參數(shù)與地層壓力關(guān)系式，從而獲得不同壓力下原油物性，帶入泵充滿程度計算公式即可計算得到不同沉沒度下泵充滿程度。計算了各區(qū)塊不同含水級別、不同沉沒度下泵充滿程度。可以看出，泵效隨沉沒度的增加而增大，當沉沒度增加到一定程度后泵效趨于平穩(wěn)。應用上述研究成果，針對沉沒度低于區(qū)塊合理沉沒度下限井進行了治理，治理后平均泵效提高了12.3%。對沖次

大于4.5次/分但沉沒度高于合理沉沒度下限的氣影響井進行了降參數(shù)提高泵效試驗，調(diào)整后平均泵效由33.6%提高到40.8%。（1）對沉沒度低的抽油機井，降低其生產(chǎn)參數(shù)，在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，提高系統(tǒng)效率，減少生產(chǎn)成本投入。（2）調(diào)小生產(chǎn)參數(shù)的抽油機井，油管的受力狀態(tài)得到改善，載荷比趨于合理，可以減少生產(chǎn)過程中桿管斷脫的機率，從而確保油井正常生產(chǎn)，保證抽油時率。（3）沉沒度低于150m或流壓小于3M p a的井，套壓控制在2.0-2.5Mpa就能基本消除泵的氣影響，使泵的充滿系數(shù)明顯提高。對于無法優(yōu)化參數(shù)的油井進行合理的套壓控制可改善泵的工作狀況，提高泵的效率。（4）對于沉沒度低的抽油機井，以“長沖程、慢沖次、先調(diào)參、后換泵、合理控制套壓”的原則，及時進行治理。

4 結(jié)束語

（1）沉沒度是影響抽油機泵效的主要因素，計算時要充分考慮自由氣體和油水中分離出來的溶解氣占據(jù)泵腔內(nèi)體積對抽油泵充滿程度計算的影響。（2）油田A，B，C實驗區(qū)經(jīng)過沉沒度綜合調(diào)整后，抽油機泵效顯著提高、氣影響也明顯降低，說明研究的抽油泵充滿程度計算公式是合理的。

參考文獻：

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