抽油机井泵况变差原因探讨论文_张海亮,李任,孙伟涛

抽油机井泵况变差原因探讨论文_张海亮,李任,孙伟涛

大庆油田有限责任公司第八采油厂第三油矿 黑龙江大庆 163000

摘要:随着我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,随着油田进入高含水期开采,部分抽油机井在生产一段时间后,泵效逐渐下降,沉没度逐渐上升二针对抽油机井泵况变差的实际,本文从流压的变化、高含水对抽油泵摩擦副耐磨性的影响、J55油管螺纹工作特性、振动载荷对油管的冲击及井底流压对抽油泵充满系数的影响等几方面入手,对抽油机井泵况变差原因进行了较为详细的阐述,并提出了相应的治理措施。

关键词:泵效下降;螺纹丝扣的影响;流压的影响

引言

随着抽油机生产时间的延长,由于受设备、流压变化、振动载荷、液体体积效应系数及抽油泵摩擦副等因素的影响,部分抽油机井出现产液下降、沉没度上升,泵况变差等问题。这些问题井的出现,影响了油井的正常生产,增大了杆管偏磨强度,影响区块系统压力的平衡。针对这部分井,虽采用上调参数等措施,但治标不治本,不能从根本上解决问题。本文针对高含水采出液所具有的特点,从影响抽油机井泵效原因入手,对泵况变差原因进行详细分析,并提出相应措施及对策。

1问题的提出

因油田现已进入高含水采收时期,早年开采的抽油井井,距今其生产时间也已逐渐延长,同时抽油机井还常年经受设备、流动压力的变化影响,还有振动载荷和泵体积液体效果系数、泵摩擦等外在因素相互作用的影响。有很大一部分的抽油井产量呈逐渐下降的趋势,随之其沉没度上升,泵况也会逐渐变差。这一系列问题的出现,直接影响了油井不能进行正常生产,还导致了杆管偏磨的强度增加,从而导致整个区块系统压力的平衡不稳定。为解决该问题从而避免一系列问题的发生,我们采用提高参数等措施,但这种采取临时解决方案仍然不能从根本上解决问题。本文根据抽油机井采出液含水值较高的特点,总结泵况逐渐变差的原因等切入点为主,以此进行了详细分析,并根据原因的不同分别提出了与其相对应的解决措施及治理对策。

2泵效下降原因分析

2.1抽油机井油管螺纹丝扣漏失会产生的影响

油井在正常生产运行时,其油管螺纹的工作效率会对管柱的工作能力有很重要的影响。在平时抽油机井作业时,由于受现有条件的影响,抽油机井的油管接箍和其管体的限制是无法保持精确对准的。在安装和拆卸丝扣的操作中,丝扣来回摩擦也会相互间产生一定程度上的磨损,如果在摩擦过程中还掺入了杂质,会造成磨粒磨损,因此油管丝扣漏失也会是一个对抽油机井累积产生损伤的过程。

2.2振动载荷的影响

在正常工作状态下,油管螺纹处于弹塑性工作状态,主要承受轴向拉伸力、径向挤压应力和环向应力的作用。减缓交变载荷的影响,我们对部分抽油机井采取了锚定措施,但抽油杆在运行过程中易产生弹性振动,在一个冲程中单程振动3--4次,其弯曲一次将对油管产生一次冲击。对于冲次较高的抽油机井,其振动载荷较大,对油管及丝扣的冲击力较强。从井口至一千多米深度的管柱被悬挂着,每个接箍都必须支撑下面悬挂管柱的重量,由于振动载荷、交变载荷等各种因素的影响,即使对油管实施了锚定,也会对螺纹丝扣产生一定程度的冲击,此类井生产一段时间后,对于螺纹偏差较大或丝扣泄漏通道不严的联接部位,易造成漏失。振动载荷随冲次的增加而增大,这也是冲次较高井泵况易变差的主要原因。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于老井油管来说,生产一段时间后,丝扣产生不同程度的漏失是一种较常见的现象,但现场很难确定油管的漏失状态,其通常的表现是随着生产时间的延长,泵效逐渐下降,沉没度逐渐上升,功图无明显漏失显示,瞥泵时压力可瞥至3Mpa左右,但压降通常大于0.9Mpa.

2.3抽油泵泵筒及柱塞磨损影响

抽油泵泵筒和柱塞其工作性能的好坏对抽油泵泵况有直接影响。在油田进入高含水期,采出液含水增加,柱塞和泵筒间的油润滑程度降低,水润滑程度增大,易使柱塞和泵筒间的磨擦系数变大,磨擦阻力增加,加速柱塞和泵筒间的磨损速度,加之采出液中含有砂、蜡等杂质,油井生产一段时间后,易使柱塞及泵筒间产生磨蚀,致使抽油泵泵况变差,进而造成泵漏失。对于供液不足的井,柱塞和泵筒间的润滑性较差,其磨损程度则更为明显。

2.4低流压对泵效的影响

当流压低时,泵吸入口压力较低,气液比上升,泵筒内的游离气体增加,致使泵的充满系数降低。以下冲程为例,当杆柱下行时,在柱塞下方的泵筒内含有泵进口压力下的压缩性棍合物,使柱塞下行时游动凡尔不能马上开启,因为在它上方有高静水压力的液柱,而下方的压力却低得多,只有在把棍合物压缩到能克服液柱压力时,才能开启,从而减少了柱塞的有效冲程,降低了泵的产液能力。在生产过程中我们发现,对于一些功图显示气影响较明显的抽油机井,即使将套压放至很低后,其功图仍显示为气影响,且泵效较低。以A井为例,该井为定压放气井,套压已控制至最低(0.37Mp。左右,且油套压平衡),但2011年1-9月功图均显示为气影响,且泵效较低(平均泵效29.72%),该井沉没度在162.-46m-315.73m之间,平均流压1.95Mpa我们曾对该井进行过定套压试验,将套压分别定至0.2Mpa,0.5Mpa,0.7Mpa,但三种状态下液量均无明显上升,且功图依然显示为气影响。当时分析该井泵效较低的原因,除了有气影响因素外,抽油泵的工作状态较差、游动凡尔进油不畅应是主要原因。但2012年1月11日断脱检泵后,泵效依然较低(31.5-4%),而且即使套压控制得很低,功图依然显示为气影响,据此应排除泵本身工作状态的影响。分析该井气影响的原因为,因流压较低(平均流压1.99Mpa),油流在井筒附近的地层就已开始脱气所致。由于流压低,油流从地层流向井底时,其在井筒附近已开始脱气,随着气体不断逸出,原油粘度明显上升,气液比上升,进入井底后,大量气体进入泵筒内,使泵的充满系数降低,泵效降低。对于此类井,套压控制的越低,流压也越低,油流在地层中脱气也会越严重,这也是一些气影响井即使套压控制得很低(低于油压),其示功图仍然显示为气影响的主要原因对于一些沉没度较低的气影响井,我们常将套压控制得很低,以减少气体影响和套压过高压制液面,但实际情况是,由于套压控制得过低,流压也会随之下降,当流压很低时原油在井筒附近就开始脱气,粘度增大,供液能力也会随之变差,气液比上升,泵筒处结错严重,泵充满程度较低,最终导致泵效下降。有鉴于此,对于沉没度较低的气影响井,一味地降低套压并不是消除气影响的有效解决方法。

3措施及对策

(1)通过降低抽油机井的参数,降低共振,从而降低振动载荷的幅度。(2)建立立放井架子的相关规定,确保天车、游动滑车及井口的对中性。(3)完善螺纹管丝扣检查方法,对丝扣的磨损辨别采用合理的判断方法。(4)沉没度较低的气影响抽油机井,为避免因流压较低造成其在井筒附近开始脱气的问题发生,不能单一追求采取降低套压的方法。(5)在保证合理参数的条件下,上提防冲距1m,以改变柱塞和泵筒间的工作状态,减少泵的漏失;对具备调参条件的问题井,及时上调参数。

结语

油田现在已经进入了高含水井的采收时期,早期投产的机采井,其泵效已经逐年下降,随之其沉没度却逐渐上升。本文从多角度对导致抽油机泵况变差的原因进行分析,并提出了与其相应的治理措施。

参考文献:

[1]刘合.当代有杆泵抽油系统.

[2]韩修廷.抽油机井振动载荷对杆管偏磨的影响研究.

论文作者:张海亮,李任,孙伟涛

论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期

论文发表时间:2019/7/23

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