抽油機(jī)井氣體影響狀況分析

1、抽油機(jī)井氣體影響狀況分析本文結(jié)合2003年至今的施工總結(jié)，歸納出氣影響對抽油機(jī)井機(jī)、桿、泵的具體危害，并針對此現(xiàn)象采取一系列的措施，取得了一定的效果。事實還說明，及時優(yōu)化參數(shù)，不僅可避免氣體影響油井泵況，還可避免近井地帶脫氣圈對油流的阻力，反而使油井增產(chǎn)。主題詞：注采不平衡 氣影響 液擊1.基本概況305隊位于薩爾圖油田薩北開發(fā)區(qū)北三區(qū)東部,北接壤于北部過渡帶， 1966年投入開發(fā), 按井網(wǎng)劃分, 經(jīng)歷了基礎(chǔ)井網(wǎng)階段,(采油井10口)和一次加密調(diào)階段,(共有采油井46口)管理面積3.9平方公里, 開采層位是薩、葡、高油層，地質(zhì)儲量2184.3萬噸, 可采儲量882萬噸,原始地層壓力11.91M

2、Pa,飽和壓力11.21 MPa,平均單井射開砂巖厚度17.23米,有效厚度10.2米,地層系數(shù)2.782平方微米米,共有油水井75口, 其中采油井56口,注水井19口,(其中包括北3-2-060、2-061、2-063三口采油井轉(zhuǎn)為注水井)截止04年4月底累積采油666.7503萬噸,采出程度30.52%,采油速度0.55%,累積注水1147.1320萬立方米，年注采比0.39。2. 氣影響的產(chǎn)生由于305隊地區(qū)一直處于注采不平衡的狀態(tài)下，致使地層壓力逐年下降。（見表1）表1 地層壓力對比年份原始地層壓力（MPa）飽和壓力（MPa）地層壓力（MPa）200011.9111.2112.1620

3、0111.9111.2112.08200211.9111.2111.71200311.9111.2111.57當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀陲柡蛪毫σ韵聲r，溶解在油中的天然氣會分離出來，于是出現(xiàn)了油氣混流，即油流中夾有氣泡流動。當(dāng)氣泡或液滴在變徑毛細(xì)管中流動時，遇到窄口半徑小于氣泡或液滴半徑時，便受到阻力，要通過比本身小的窄口時，就必須變形，由原來的球形變成非球形，這樣就必須增加表面積，因為同體積的氣泡或液滴以球形的表面積最小。增加表面積需要額外消耗能量，即使氣泡或液滴后面的壓力P3大于前面的壓力P1某一值，需要這么一個附加壓差，如果沒有這個附加壓差，氣泡或液滴就不能通過窄口。當(dāng)R1=r時，P有最大值，表示氣

4、泡或液滴通過此窄口最小應(yīng)有2（1/R1-1/R2）大的壓差，否則氣泡或液滴便通不過半徑為r的窄口，將會造成氣泡或液滴對孔道的堵塞。圖1R1P3R2rP1P2上述情況，對于一個氣泡或液滴來說其阻力是不大的，但是，在原油流向井底的過程中，要經(jīng)過無數(shù)個窄口，如果是氣泡，在流動過程中，隨壓力的不斷下降，氣泡又不斷地增多和增大，這些阻力疊加起來是十分可觀的。隨著分離出的氣泡不斷的增多、增大，阻力也不斷增大，再加之地層原油中溶解氣的大量分離出來，使得原油粘度逐步增大，而一般情況下，原油中分離出的溶解氣要超越原油在前流向井底，這樣就使抽油機(jī)泵筒內(nèi)充滿大量氣體。3.氣影響對抽油機(jī)井的危害氣影響不僅降低了泵效，

5、還致使沉沒度不夠、泵內(nèi)井液充滿不好，抽油工況不理想，這就出現(xiàn)“抽空”現(xiàn)象，導(dǎo)致“液擊”的發(fā)生。井下抽油泵在上沖程中，當(dāng)泵腔未被液體完全充滿時，泵腔頂部將會出現(xiàn)低壓氣頂，隨后在下沖程中，游動閥一直處于關(guān)閉狀態(tài)，直至與液體接觸時的一瞬間液壓突然升高，閥被打開為止。這一工況稱為“液擊”。而“液擊”對抽油機(jī)的危害很大。我們對2002年至今已返回施工總結(jié)的檢泵井進(jìn)行分析統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)其中桿斷10井次，凡爾漏失13井次，油管螺紋漏失8井次，而它們出現(xiàn)問題前處于氣影響狀況工作的有24井次，占檢泵井?dāng)?shù)的72.73%。表2 檢泵比例檢泵總井次 項目檢泵原因檢泵井次比例(%)33斷脫1030.3泵漏失1339.39油

6、管漏失824.25其它26.063.1容易產(chǎn)生泵漏“液擊”會使抽油泵游動閥組件損壞加劇，同時加快泵筒破裂和固定閥失效。這是因為“液擊”產(chǎn)生一瞬間突然升高的液壓對泵筒、閥體沖擊力很大，當(dāng)長時間處于此種狀態(tài)下工作，會使泵筒、閥體破裂，從而導(dǎo)致泵的漏失。對已經(jīng)返回施工總結(jié)的漏失檢泵6口井中，其中4口井在泵漏失前處于氣影響下進(jìn)行生產(chǎn)，如北3-丁3-47井。北3-丁3-47井2003.5.13示功圖北3-丁3-47井2003.6.17示功圖3.2會使桿管產(chǎn)生偏磨抽油桿柱聯(lián)結(jié)在一起屬細(xì)長桿，是一根長彈簧。在彈簧下端突然增加一個交變載荷，就會產(chǎn)生振動。抽油桿在一個沖程中單程振動34次，抽油桿彎曲一次將對油管

7、產(chǎn)生一次沖擊，增加了偏磨的程度和范圍。振幅越大，沖擊力也就越大。由于“液擊”現(xiàn)象的產(chǎn)生，增加了振動幅度，在中和點部位增加了軸向壓力，將增加抽油桿彎曲沖擊的動量和沖量，這將增加桿柱的軸向作用力。這使桿柱失穩(wěn)彎曲，抽油桿受到軸向力加大，隨之產(chǎn)生的側(cè)向力加大，從而加快了桿管的偏磨。在返回施工總結(jié)的5口斷脫檢泵中，3口井有偏磨現(xiàn)象。北3-丁3-45井2003.12.17示功圖北3-丁3-45井2004.5.17示功圖在抽油桿斷脫以后，由于抽油桿重量的減少，示功圖的下載荷線由于承擔(dān)抽油桿的重量，所以應(yīng)該下移，上載荷線是承擔(dān)抽油泵和抽油桿的重量，即P大=P桿+P液 ，在斷脫后，抽油桿不再承擔(dān)抽油泵的液柱重

8、量，是下降的。從前后示功圖對比我們可以看出該井最大載荷由71.98KN下降到19.39KN。4.相應(yīng)措施針對氣影響的危害，我們采取了相應(yīng)的措施：4.1優(yōu)化參數(shù)。消除氣影響，下調(diào)參是一個行之有效的辦法。2003年至今我隊對氣影響嚴(yán)重、沉沒度低的8口抽油機(jī)井進(jìn)行了下調(diào)參，效果比較明顯，沉沒度上升、氣影響消失。例如北3-丁2-46井，2003年4月3日沖次由9次下調(diào)為6次。表2 調(diào)參效果對比日期動液面深度（米）流壓（MPa）泵效（%）功圖分析2003.3909.363.0445.8氣影響2003.5681.253.9461.1正常北3-丁2-46 2003-3-17功圖北3-丁2-46 2003-5

9、-16功圖4.2間抽制度我隊對進(jìn)行下調(diào)參，但仍無法正常生產(chǎn)的井執(zhí)行間抽。這樣即不影響產(chǎn)量，又能保證抽油機(jī)井在合理的工況下進(jìn)行生產(chǎn)，延長檢泵周期。例如我隊北3-丁3-60井，在參數(shù)已經(jīng)調(diào)至最小時，仍然消除不了氣影響，一直處于低流壓、低沉沒度的狀況下生產(chǎn)，對抽油機(jī)的危害很大。所以，該井于2004年9月開始執(zhí)行間抽。北3-丁3-60 2004.8.13功圖北3-丁3-60 2004.9.19功圖表3 間抽前后對比數(shù)據(jù)日期沖程（米）沖次沉沒度（米）流壓（MPa）泵效（%）功圖分析2004.82.1682.353.5313.8氣影響2004.92.16398.065.0920.1正常從表中我們可以看出，

10、效果比較明顯，功圖正常、沉沒度上升、泵效上升，抽油機(jī)處于合理的工況下進(jìn)行生產(chǎn)。4.3注水井調(diào)整對于氣影響較大的油井，單純的通過下調(diào)參數(shù)，增大沉沒度的方法并不十分有效，而主要還是要通過調(diào)整周圍注水井來解決。2003年我隊新投注水井5口，其中3口油轉(zhuǎn)水，取得了一定的效果。例如北3-2-063井在2003年9月25日轉(zhuǎn)注、12月15日分注，與該井連通的北3-丁2-60井在2004年受效。表4 受效前后對比日期動液面深度（米）流壓（MPa）泵效（%）功圖分析2004.1703.833.2524.9氣影響2004.2696.393.2627.6正常北3-丁2-60 2004-1-15功圖北3-丁2-60 2004-3-13功圖SI4+5a層沉積相帶圖從沉積相帶圖中可以看出北3-2-063井與北3-丁2-60井連通狀況較好，以SI4+5a小層為例，兩口井同處于主體席狀砂之中，屬于一類連通。北3-2-063井注水后，北3-丁2-60井見效明顯。5.幾點認(rèn)識盡管我們通過一系列的方法解決了一部分的問題，但還有一部分井處于氣影響條件下進(jìn)行生產(chǎn)，氣影響井?dāng)?shù)還是居高不下，氣影響井?dāng)?shù)占生產(chǎn)井?dāng)?shù)的29.27%。表5 2004年5月功圖分析示功圖分析井?dāng)?shù)平均沉沒度氣影響1284.54漏失7460.26正常21490.49（1）加大我隊的注采結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高油層供液能力，從根本上解決氣影響現(xiàn)象。（2）氣