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(duì)抽油機(jī)井機(jī)、桿、泵的 具體危害，并針對(duì)此現(xiàn)象采取一系列的措施，取得了一定的效果。事實(shí)還說明， 及時(shí)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(duì)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(duì)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(chǔ)量2184.3萬噸，可采儲(chǔ)量882萬噸,原始地層壓力11.91

2、MPa,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(duì)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(duì)比年份原始地層壓力（MPa飽和壓力（MPa地層壓力（MPa200011.9111.211

3、2.16200111.9111.2112.08200211.9111.21r 11.71200311.9111.2111.57當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀陲柡蛪毫σ韵聲r(shí)， 溶解在油中的天然氣會(huì)分離出來， 于是出 現(xiàn)了油氣混流，即油流中夾有氣泡流動(dòng)。當(dāng)氣泡或液滴在變徑毛細(xì)管中流動(dòng)時(shí)， 遇到窄口半徑小于氣泡或液滴半徑時(shí)，便受到阻力，要通過比本身小的窄口時(shí)， 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?yàn)橥w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R大于前面的壓力P1某一值，需要這么一個(gè)附加壓差，如果沒有 這個(gè)附加壓差，氣泡或液滴就不能通過窄口。當(dāng)

4、R1=r時(shí)， P有最大值，表示氣泡或液滴通過此窄口最小應(yīng)有2c（1/R1-1/R 2）大的壓差，否則氣泡或液滴便通不過半徑為 r的窄口，將會(huì)造成氣泡或液滴對(duì)孔道的堵塞上述情況，對(duì)于一個(gè)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(gè)窄口，如果是氣泡，在流動(dòng)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(duì)抽油機(jī)井的危害氣

5、影響不僅降低了泵效，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(shí)，泵腔頂部將會(huì)出現(xiàn)低壓氣頂，隨后在下沖程中，游動(dòng)閥一直處于關(guān)閉狀態(tài)，直至與液體接觸時(shí)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(duì)抽油機(jī)的危害很大。我們對(duì)2002年至今已返回施工總結(jié)的檢泵井進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，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檢泵比例項(xiàng)目檢泵原因檢泵井次比例(%)檢泵總井次斷脫1030.3

6、33泵漏失1339.39油管漏失824.25其它26.063.1容易產(chǎn)生泵漏“液擊”會(huì)使抽油泵游動(dòng)閥組件損壞加劇，同時(shí)加快泵筒破裂和固定閥失效。 這是因?yàn)椤耙簱簟碑a(chǎn)生一瞬間突然升高的液壓對(duì)泵筒、閥體沖擊力很大，當(dāng)長時(shí) 間處于此種狀態(tài)下工作，會(huì)使泵筒、閥體破裂，從而導(dǎo)致泵的漏失。對(duì)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。勢品中冰； 1 1 -l5.3O(m> 理謐上捕我："II1CKMJ理：T隹一F 薛馥：疋呻3-HKWJ走抒卓丸議捕：3D.oockw> 堯和袈卜底閒；1 »氏no北 3-丁 3

7、-47 井 示功圖美型：1A棗* 9-16 1親穩(wěn)：D-O5G(m>動(dòng)說面二82.6O(m)2M pa)親阮特扌正二益利圏屬性二2 3 _O0 (t/a) 8 3 .6 2 Ct/d)I #3 2. I 0 7 -4 0 (54 J 訐技 Eini(A)3 7 -OO £A) O.5O(MpEL)lB.O O/U.O&( I Anin)3.0 O/3.O5(m)北3-丁 3-47井2003617示功圖奏型：3泵袒 96-1 G(m)泵容：o.ose(m)沖次(理/實(shí))：8 D D/7.9G(1 Anin) 沖程(理 / 實(shí)):3-0 0.Sl(m)1 1 d&.

8、3U(m)理淪上錚識(shí)：護(hù)-ZgZ) 理淪下錚載：2.3(KN) 先稈最夭載荷：36 0 7(KN)動(dòng)淒面二0.00(m)8 G(Mpa)泵況特征：雙凡爾漏失拴制圏屬性:斷腕漏失區(qū)比桿最小載荷；""WZ)產(chǎn)浪； 21 00(l/d) 埋魁產(chǎn)浪:町75(l/rf) 泵喊25.07/1. 舍*<00.50(%)上亀流；S .OO(A) 下趙流；-00(A) 奈屋： 015L 建度:9 4 E . 1 G (m )3.2會(huì)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(gè)交 變載荷，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。抽油桿在一個(gè)沖程中單程振動(dòng) 34次，抽油桿彎曲一次

9、將對(duì)油管產(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(dòng)幅度，在中和點(diǎn)部位增加了軸向壓力，將增加抽油桿彎曲沖擊的動(dòng)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 示功圖養(yǎng)型：1 A油星中?。?1 1 >13,(10(m)泵皋931.69(m)理論上誇我；680 2CKN)親輕：d理論下詩戦：3O.87CKN)沖次理/實(shí))：9 UUTBBZClAnm) 光桿衆(zhòng)丸載荷：了 沖程(:理/實(shí)

10、):1 “八血)光桿章小栽荷：233("!)動(dòng)瀛面：886 86(m)2 B2(Mpa)泵況#辛征二控制圖屬性二合理區(qū)產(chǎn)展：23 OD(t/d)理論產(chǎn)浪：日1 RW刀 泵免匕28.2«/3 38()舍也72.90(%)上電流；8 0 0(A) 下電骯37.00(A)套壓：0 39(Mpa)沉沒廢：17.83(m)北 3- 丁 3-45 井 示功圖養(yǎng)型：1A泵錄：934.69(m)泵徑：0.07a(m)沖次(理/實(shí)二 9.0 0/9.62(1Aniin)沖稷(理/實(shí))：1 7n<1.31(m)油層中潺：1113.00(m)理論上靜載：Sfl lte(KN) 理論下詳載：

11、30.72(KN) 光桿最大載荷：19 39tKN)先桿董小載荷：1fi R5(kn)動(dòng)液險(xiǎn)：泵況特征： 握制圖屬性:O.OO(m)8.53( M pa) 雙凡爾漏失 斷脫漏失區(qū)產(chǎn)菠： 300(Vd) 理論產(chǎn)淤血小壯陽) 泵政： 3.56/36.52() 舍水： 96.60(%J 上電漾 5.00(A) 下電淤 44UD0M 套壓； 0.47(Mpa) 沉沒度： 93 4.G9(m)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)抽油泵的液柱重量，是下降的。從前后示 功

12、圖對(duì)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(duì)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(gè)行之有效的辦法。2003年至今我隊(duì)對(duì)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(duì)比日期動(dòng)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 功圖產(chǎn)液：«.00(Vd)理論產(chǎn)

13、液：57問訶) 泵敷：75.32/35.72(%)含水：95.40(%)上電流：35 .00(A) 下電流：00(A) 套壓： O.(Mpa) 沉沒度：21 42(m)北 3- 丁 2-46 2003-5-16 功圖1用顯(E)G05560噴旳3530產(chǎn)液；3E 00(t/d)理論產(chǎn) SgjS6.95(t/d) 泵效：63.21/30,60(%)含水；93.?0(5i)上電流：38.00(A) 下軌流：3；5 .00(A) 套壓： «-(Mpa) 沉沒度：57.80(m)4.2間抽制度我隊(duì)對(duì)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)

14、行生產(chǎn)，延長檢泵周期。例如我隊(duì)北3-丁 3-60井，在參數(shù)已經(jīng)調(diào)至最小時(shí)，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(duì)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。ON北 3- 丁 功圖表3間抽前后對(duì)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2004.82.1682.35:3.5313.8氣影響2004.92.16398.065.0920.1正常從表中我們可以看出，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(duì)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

15、是要通過調(diào)整周圍注水井來解決。2003年我隊(duì)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(duì)比日期動(dòng)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 功圖產(chǎn)液：9-00(Vd)理論產(chǎn) ife：3 6.06(Vd) 泵敷：2.96/43.55(%)備水：85.90(%)上電爲(wèi)?5.no(A)下也流：23.00(A) 套壓：0.36

16、(Mpa)沉沒度：202.07(01)北3- 丁產(chǎn)液：n.oo(Vd)理論產(chǎn)液：阪65(的泵聶：30.853.95(%)含水；?8 00(%)上電流；3S 00(A) 下也流：35.00(A) 套壓： D上3(Mpd) 沉浚度：2*15.81 (m)1沖程耐- - - - - - - 一 > 纜如愛3O252D倚2-60 2004-3-1350功圖151塔如35302520cgtttfSI4+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(diǎn)認(rèn)識(shí)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