劉從領(lǐng) 王帥星 白璐 方平

（1.江蘇油田石油工程技術(shù)研究院；2.新疆油田公司陸梁油田作業(yè)區(qū)；3.新疆油田公司采油二廠）

1 概述

油井動(dòng)液面是反映地層供液能力的重要指標(biāo)，是影響機(jī)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算系統(tǒng)效率的關(guān)鍵參數(shù)。目前油田測量動(dòng)液面經(jīng)常碰到因套管放氣閥出油而無法測試動(dòng)液面的情況，而一些隔抽井[1]或油套環(huán)空存在死油環(huán)的油井無法測得準(zhǔn)確的液面（例如會(huì)出現(xiàn)動(dòng)液面測試值顯示液面距井口很近，而示功圖又顯示供液不足的矛盾），難以為掌握地層供液能力、設(shè)計(jì)油井下泵深度、計(jì)算系統(tǒng)效率提供依據(jù)，準(zhǔn)確獲取油井動(dòng)液面成為油田需要解決的一個(gè)重要問題。隔抽井示意圖1。

圖1 隔抽井示意圖

陸梁油田有隔抽井102口，另外，生產(chǎn)現(xiàn)場通常每月測試一次液面，陸梁油田約有6%的油井套壓大于3MPa，人工測試存在低頻問題及安全風(fēng)險(xiǎn)，而陸梁油田自動(dòng)化系統(tǒng)中示功圖每日一張，因此，通過示功圖探究動(dòng)液面很有意義。

2 示功圖校液面技術(shù)原理

2.1 理論模型

靜載荷是指在同向沖程中保持不變的力（抽油桿柱自重、液柱重量、油壓、套壓等）所產(chǎn)生的懸點(diǎn)載荷[2-3]。

上沖程中懸點(diǎn)靜載荷由三部分組成：抽油桿柱重力、作用于柱塞上部環(huán)形的載荷、作用于柱塞底部的載荷。上靜載計(jì)算公式如下：

式中：Wi為上沖程靜載荷，kN；Wr為抽油桿柱在空氣中的重力，kN；p0為泵排出壓力，kPa；Ap為柱塞截面積，cm2；Ar為抽油桿截面積，cm2；pi為泵吸入壓力，kPa；ρl為井液密度，t/m3；ρr為抽油桿密度，t/m3；g為重力加速，9.81m/s2；Lp為泵深，m；Lf為動(dòng)液面，m；pt、pc為油壓、套壓，kPa。

下沖程中懸點(diǎn)靜載荷W′i由兩部分組成：抽油桿柱在液柱中的重力、井口回壓作用在抽油桿柱上的載荷。下靜載計(jì)算公式如下：

由式（2）與式（3）相減得出靜載差計(jì)算公式：

動(dòng)液面計(jì)算公式如下：

由式（5）可知，靜載差與動(dòng)液面線性正相關(guān)。獲取油井功圖后，標(biāo)記出上下靜載線，一般取功圖上下死點(diǎn)處的兩條平行線，平行線的距離即靜載差，將靜載差代入式（6）得到動(dòng)液面數(shù)值。

2.2 精度驗(yàn)證

以5512井為例，現(xiàn)場實(shí)測動(dòng)液面為782m，取測試當(dāng)日示功圖校得動(dòng)液面為835m，5512井示功圖動(dòng)液面見圖2，誤差為6.90。以此類推，對(duì)比校正了11口井動(dòng)液面的實(shí)測值與功圖校取值，示功圖校取動(dòng)液面誤差統(tǒng)計(jì)見表1，由表1數(shù)據(jù)可得平均誤差為5.8%[4-5]。

表1 示功圖校取動(dòng)液面誤差統(tǒng)計(jì)

圖2 5512井示功圖動(dòng)液面

3 現(xiàn)場應(yīng)用

3.1 隔抽井應(yīng)用

6331是一口隔抽井，產(chǎn)液量13.8t/d，泵徑38mm、沖程5m、沖次4.9次/min（理論排量40t/d），改造前示功圖校得液面1700m，顯然該井生產(chǎn)參數(shù)偏大，處于供液不足狀態(tài)。再次檢泵時(shí)加深泵掛、降低沖次，產(chǎn)液量18.6t/d，改造后示功圖校得液面1470m，系統(tǒng)效率由24.88%提高至43.52%，噸液單耗節(jié)電率50.82%，6331井改造前、后示功圖見圖3。

圖3 6331井改造前、后示功圖

6370井，產(chǎn)液量42.7t/d，泵徑38mm、沖程5m、沖次5次/min（理論排量40t/d），改造前示功圖校得液面400m，顯然該井供液充足。再次檢泵時(shí)加大泵徑、上提泵掛、降低沖次，產(chǎn)液量41.3t/d，改造后示功圖校得液面306m，系統(tǒng)效率由19.79%提高至34.73%，噸液單耗節(jié)電率43.35%，6370井改造前、后示功圖見圖4。

圖4 6370井改造前、后示功圖

陸梁油田隔抽井實(shí)施效果統(tǒng)計(jì)見表2，產(chǎn)液量由21.2t/d上升至22.2t/d，泵徑增加，桿速下降，系統(tǒng)效率從22.37%提高至32.22%[6-8]。

3.2 結(jié)蠟井應(yīng)用

陸梁油田油井結(jié)蠟現(xiàn)象突出，是導(dǎo)致檢泵的最主要原因，部分結(jié)蠟嚴(yán)重的井，因油套環(huán)空出現(xiàn)死油環(huán)，影響動(dòng)液面測試的準(zhǔn)確性。結(jié)蠟井示功圖的下靜載往往比下死點(diǎn)載荷值大，計(jì)算動(dòng)液面前需進(jìn)行靜載荷的確認(rèn)計(jì)算，由式（3）可知桿、管、泵確定后，下靜載也隨之確定，不受液面、結(jié)蠟等影響。

9134井上靜載29.5kN，9134井示功圖見圖5，根據(jù)下死點(diǎn)載荷16.3kN計(jì)算的動(dòng)液面數(shù)值為1070m，與實(shí)測液面199m差距大；而通過計(jì)算確認(rèn)該井的下靜載為25.9kN，此時(shí)算的動(dòng)液面數(shù)值為224m，與實(shí)測值吻合[9-10]。

4 結(jié)論

現(xiàn)場應(yīng)用表明，通過示功圖校取油井動(dòng)液面可以解決油井生產(chǎn)中的諸多問題。

1）對(duì)于測不出液面的隔抽井，由示功圖校取液面開展優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2）對(duì)于液面測試不準(zhǔn)確的油井，可以通過示功圖校取液面掌握真實(shí)供液能力，從而為提液井確定更加合理的產(chǎn)量目標(biāo)等。

3）通過示功圖校取油井動(dòng)液面，可以更及時(shí)地掌握油井動(dòng)態(tài)，規(guī)避人工測試的低頻問題及各種安全風(fēng)險(xiǎn)。

4）動(dòng)液面是計(jì)算系統(tǒng)效率的重要參數(shù)，通過示功圖校核液面可以獲得更加準(zhǔn)確的系統(tǒng)效率數(shù)值。