抽油井合理供排关系协调对策研究论文_蔡英雄,张明凡,范立明,李旭东

摘 要：为满足机采管理不断向精细化方向发展的要求，如何合理调整和优化抽汲参数，使抽油机井在供采平衡状态下生产，是机采精细管理的重要工作之一，对目前比较认可的“长冲程，短冲次”的优化机采参数的方法。通过现场应用和实践，从放大生产压差和低液面井的治理两方面入手，总结出调大参数、换大泵以及调小参数三种情况下的增油效果，寻求有效优化抽油机井生产参数的方法。在实际生产中，在满足产量要求的前提下，保持合理的生产压差，减少因供液不足产生的冲击载荷，使杆柱发生弯曲，导致抽油杆的弹性疲劳，以及抽油杆与油管内壁的摩擦，造成管漏或抽油杆断脱，缩短抽油杆的使用寿命，减少油井的检泵周期。

关键词：抽油井；举升高度；沉没度；供排关系；协调对策

实际生产中，动液面较浅和较深的抽油机井占有很大比例，而这部分井系统效率没有达到一个较高的值。本文主要通过对抽油机系统有效功率的分析，阐明了动液面和抽油机系统效率的关系，并通过现场研究出抽油机井的合理动液面。即沉没度在某一合理值时，系统效率最大。

一、抽油机井系统的有效功率分析

众所周知，抽油机井系统效率的计算公式为：

式中：N水=QHγg/86400，抽油机井系统的有效功率。

抽油机井的举升高度H近似的看成是该井的动液面深度h。在公式（1）中，液体的密度γ是客观常量，因此影响有效功率的因素有两个，一个是抽油机井的产量，一个是抽油机井的动液面深度。从抽油机系统有效功率的计算公式来看，对一口抽油机井来说，其产量越高、动液面越深（沉没度越低），其有效功率越高。也就是说调大参数井，其有效功率较调前一定增大，当调参后泵效在40%-50%，举升高度在500-600m，沉没度在200-300m时，井下供液能力刚好满足泵的提液能力，其达到一个较好的能量利用状态。再次调大时井下供液能力无法满足提液能力，产量基本不会增加，系统效率反而会大大下降。从动液面的角度来说，对于一口井来说，当动液面深度在某一值时，系统效率最大。大于该值，液面越深，系统效率越低；小于该值，液面越浅，系统效率越低。

二、合理动液面深度的试验研究

实际生产中，我们不可能通过调参调来调去的去寻找一口井的最大系统效率值，通过以下的方法进行试验，看是否具备调参条件。

1.对泵效低于40%的低沉没度井试验

选择泵况正常，平均泵挂深度850m、动液面在800m左右、平均理论排量98t/d、泵径57mm、冲程3m、冲次5n、泵效低于40%的3口井进行试验。通过套管进行掺水，合理控制掺水量，每隔5min进行量油（由于时间限制，量油采取液面升至10cm的折算法）液面测试、系统效率测试。泵况正常、泵效偏低的液面较深的井，当通过套管掺水使其动液面逐渐恢复时，其产液量和泵效是随着动液面的逐渐回升而增大的，这说明泵效偏低是由于井下供液能力无法满足泵的提液能力。当动液面回升625m时，产液量和泵效开始稳定在某一值附近，说明此时供液能力刚好满足泵的提液能力。当动液面继续回升时，井下供液能力虽进一步增强，但泵的提液能力已经达到最大，产液量和泵效不再随着沉没度的升高而增大。当动液面在625m时，此时地层的供液能力刚好满足泵的提液能力，此时有效功率达到最大值，系统效率也基本达到峰值。这说明，抽油机井系统效率达到最大值时，地层的供液能力刚好满足泵的提液能力，而此时的举升高度为最合理的举升高度。

对于低沉没度、泵况正常、泵效低于40%的抽油机井，其泵效偏低的原因是井下的供液能力无法满足泵的提液能力，而又由于其参数过大导致系统效率较低。这样的井可以考虑降低参数,只要提液能力等于或略大于其供液能力即可，此时基本不会降低产量。调小后产液量降低幅度很小，动液面有一定程度的回升，致使其有效功率有一定的降低，由于参数下降后总消耗功率大幅度降低，致使系统效率提高。

2.对泵效高于45%的低沉没度井试验

选择泵况正常，平均泵挂深度800m、举升高度750m、沉没度在50m左右、平均理论排量148t/d、泵经70mm、冲程3m、冲次5n、泵效高于45%的2口井进行试验，通过套管进行掺水，合理控制掺水量，每隔5min进行量油、液面测试、系统效率测试。

从以渐恢复时，其产液量和泵效不随动液面的回升而增大，这说明沉没度虽然偏低，但井下供液能力可以满足泵的提液能力。当动液面继续回升时，井下供液能力增强时，泵的提液能力并没有发生变化，产液量基本没有变化，而举升高度的在逐渐减小，有效功率呈下降趋势，系统效率也跟着下降。

当举升高度为750m，沉没度为50m时，系统效率达到最高值，此时井下的供液能力刚好满足泵的提液能力，而此时的举升高度为合理举升高度。虽然沉没度偏低，但地层供液能力能够满足泵的体液能力。若将井进行参数调小，参数由3m、6n调至3m、4n，理排将由148t/d，降为99t/d，按照泵效50%计算，其提液能力约降至49t/d。泵况正常、泵效高于50%的低沉没井，调小参后，产量下降、举升高度下降、有效功率跟着下降，虽然总消耗功

率有所下降，耗电量会跟着下降，但系统效率会降低。

从以上结论看出，无论抽油机井泵效高低，其合理举升高度为井下供液能力刚好满足泵提液能力的举升高度。而在正常生产中我们无法准确掌握这一点，我们可以通过泵效和沉没度进行判断。

三、结论

1.对于一口抽油机井来说，当举升高度在一个合理的值时，即沉没度在某一合理值时，系统效率最大。沉没度大于该值，沉没度越高，系统效率越低；沉没度小于该值，沉没度越低，系统效率越低。

2.对于泵况正常、泵效低于40%的低沉没度井，调小参数后产液量降低幅度很小或基本不降，沉没度有一定程度的回升，消耗功率大幅度降低，系统效率提高。

3.对于泵况正常、泵效高于45%的低沉没井，调小参后，产量下降、举升高度下降、有效功率跟着下降，虽然总消耗功率下降、耗电量下降，但系统效率会降低。

4.对于泵况正常、泵效低于40%的低沉没度井，可以通过调小参数，来提高其系统效率；对于泵况正常、泵效高于45%的低沉没井，不能进行调小参数，应维持现状生产。

5.对于泵效高于45%的高沉没度井，井下供液能力超过了泵的提液能力，应调大参数，保持调后的沉没度在200-300米之间，此时泵基本脱离了供液不足和气影响的状态，进入一个较高的泵效状态，此时的系统效率应处于一个较高的状态。

参考文献

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[2]提高抽油机井系统效率措施分析[J].吴铁权.中国石油和化工标准与质量.2011(02)

[3]提高抽油机井系统效率的对策分析[J].于庆.石油石化节能.2016(01)

论文作者:蔡英雄,张明凡,范立明,李旭东

论文发表刊物:《科学与技术》2019年第17期

论文发表时间:2020/3/4

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