應(yīng)用電流結(jié)合示功圖分析油井故障及解決對(duì)策

1、    應(yīng)用電流結(jié)合示功圖分析油井故障及解決對(duì)策    吳超+周淑霞+朱麗影+楊振雷摘要：油田開發(fā)的最小單元就是采油井， 每口采油井的生產(chǎn)是否正常， 關(guān)系到油田開發(fā)與生產(chǎn)的效果，如果采油井一旦出現(xiàn)了故障，生產(chǎn)就要受到影響，其產(chǎn)量就會(huì)降低，某些動(dòng)態(tài)參數(shù)就會(huì)發(fā)生一定的變化，只要在監(jiān)測(cè)過(guò)程中及早地發(fā)現(xiàn)動(dòng)態(tài)參數(shù)的變化，并加以分析、判斷，再根據(jù)具體故障采取具體措施才能使油井恢復(fù)正常生產(chǎn)。在動(dòng)態(tài)參數(shù)中，抽油機(jī)上、下行電流及示功圖是反應(yīng)油井工況異常最明顯、最快捷的動(dòng)態(tài)參數(shù)。通過(guò)分析示功圖，可以知道抽油機(jī)負(fù)荷的變化、泵的工作狀況，各項(xiàng)參數(shù)配合是否合理，是否受到砂、蠟、氣

2、、水的影響， 油層供液能力是否充足，抽油桿工作是否正常等，由示功圖及時(shí)診斷抽油井工作狀況，從而及時(shí)調(diào)整工作制度。關(guān)鍵詞：采油井；上、下行電流；示功圖；油井工況抽油井在正常生產(chǎn)過(guò)程中，上、下行電流是平穩(wěn)的，示功圖形狀變化也不大，當(dāng)這兩個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)發(fā)生異常時(shí)，很可能出現(xiàn)油井工況問(wèn)題，此時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理，使油井生產(chǎn)恢復(fù)正常。文章分析了抽油機(jī)上、下行電流與示功圖變化特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)例，分析了皮帶斷、抽油桿斷脫、井卡等情況下上、下行電流與示功圖的具體變化，指出實(shí)際操作中應(yīng)兩者結(jié)合判斷，綜合考慮，才能準(zhǔn)確診斷油井工況。1 抽油機(jī)上、下行電流與示功圖變化特點(diǎn)在生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)油井動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，總

3、結(jié)、歸納出抽油機(jī)上、下行電流、示功圖的變化規(guī)律（表 1）， 經(jīng)驗(yàn)證，利用這些動(dòng)態(tài)參數(shù)判斷油井工況有良好效果。表 1 抽油機(jī)上、下行電流、示功圖變化規(guī)律表2 應(yīng)用實(shí)例與效果利用抽油機(jī)上下行電流、 示功圖變化規(guī)律， 對(duì)地面故障、 井下故障等油井工況進(jìn)行判斷，及時(shí)采取措施恢復(fù)油井生產(chǎn)。2.1 皮帶斷2016年5月18日發(fā)現(xiàn)某井上、下行電流明顯下降（圖1）， 從曲線上看出，該井5 月 18 日23：39 電流突然下降，與此同時(shí)溫度也隨之下降（圖2）， 綜合分析該異常為皮帶斷或油井偷停，經(jīng)采油站巡井人員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證異常為皮帶斷。原因分析： 當(dāng)抽油機(jī)皮帶斷后， 電機(jī)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，抽油泵停止工作， 做功減少，

4、所以電流下降，由于沒(méi)有液體抽出，溫度也隨之下降，油井偷停與皮帶斷特征相近，這些只是地面故障，不會(huì)影響示功圖的變化2.2 抽油桿斷脫2016年7月19日00：05 發(fā)現(xiàn)某井上、下行電流、示功圖有明顯改變，從曲線看出行電流突然下降，下行電流突然上升（圖 3），又查看示功圖（圖 4），發(fā)現(xiàn)示功圖載荷明顯減小， 圖形變窄，說(shuō)明抽油井的井下負(fù)荷突然減小， 從參數(shù)和圖形分析該異常為斷脫， 經(jīng)過(guò)與巡井工人聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)查看證實(shí)為抽油桿斷脫。原因分析：采油井正常生產(chǎn)時(shí)懸點(diǎn)的最大載荷主要由兩個(gè)方面構(gòu)成。 一個(gè)是抽油桿自身重量，另一個(gè)是液體重量，當(dāng)抽油桿斷脫后，懸點(diǎn)的載荷只有斷點(diǎn)以上剩余桿的自重，當(dāng)然要比原來(lái)小，只是由

5、于抽油桿與井筒中液體摩擦力的作用， 才使上下載荷線不重合， 摩擦力大上下載荷線之間的差就相對(duì)大一些，反之就小一些。 當(dāng)抽油桿上行程時(shí)， 由于井下一端負(fù)荷小，靠平衡塊就能將驢頭拉起，電機(jī)做功小，因此電流下降，下行時(shí)，由于井下負(fù)荷小，平衡塊要靠電機(jī)做功才能將它舉升上去， 電機(jī)做功大， 所以電流上升。斷脫的部位越靠上，抽油桿上部越輕，上行電流下降越多。2.3 井卡2016年4月7日 5：32 發(fā)現(xiàn)某井上、下行電流同時(shí)突然升高（圖 5）， 又查看示功圖（圖 6），發(fā)現(xiàn) 534示功圖明顯改變， 從參數(shù)和圖形分析該異常為井卡，經(jīng)與巡井人員取得聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)查看核實(shí)為井卡。原因分析：井卡后柱塞在泵筒無(wú)法移動(dòng)只有抽

6、油桿的伸縮變形，上沖程中懸點(diǎn)載荷先是緩慢增加，將被壓縮而彎曲的抽油桿柱拉直， 到達(dá)卡死點(diǎn)位置后，抽油桿柱因受拉而伸長(zhǎng)，懸點(diǎn)載荷大幅度增加，下沖程中先是恢復(fù)彈性變形，到卡死點(diǎn)（圖 6a 點(diǎn)）后抽油桿柱被壓縮而發(fā)生彎曲，所以在卡死點(diǎn)的前后段示功圖會(huì)有兩個(gè)斜率段， 由于柱塞被卡， 導(dǎo)致抽油泵不能抽出液體。3 結(jié)論與建議（1）當(dāng)抽油井的電流、示功圖發(fā)生改變時(shí)， 井下工況很可能發(fā)生了異常， 單獨(dú)應(yīng)用上、 下行電流或示功圖判斷油井工況還具有局限性，兩者應(yīng)結(jié)合判斷，有時(shí)同一現(xiàn)象可以由不同原因造成，應(yīng)綜合參考其他參數(shù)變化進(jìn)行判斷， 才能使工況診斷更準(zhǔn)確。（2）在電流互感器發(fā)生損壞時(shí)，電流變化可造成假異常現(xiàn)象，因此，要及時(shí)維護(hù)各個(gè)采集部件。（3）通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井電流、載荷、示功圖等參數(shù)變化，可及時(shí)判斷油井生產(chǎn)情況，排除故障，實(shí)現(xiàn)降本增效。參考文獻(xiàn)：1 石克祿.采油井、 注水井生產(chǎn)問(wèn)題百例分析m.北京：石油工業(yè)出版社，2005. 科學(xué)與財(cái)富2016年27期科學(xué)與財(cái)