油井沖次、泵效相關性分析與提效增產措施

劉蓬+楊振雷+李洪濤

摘要：近年來，采油廠提掖增產中調整參數已成為一種主要手段，為優化工程技術參數，提高泵效，分析認為漏失、氣體影響占主要因素，沖次調整不大時，K值為常數1，沖次調整較大時，氣體影響加劇，造成泵效下降，調整越大，泵效越低，可在分析基礎上合理調整泵效，降低能耗和奪油上產。

關鍵詞：參數；沖次；氣體；泵效

1 沖次調整與泵效關系

影響油井泵效的主要地質因素有油層能量、油層結構及物性、產出液體物性等3個方面。（1）油層能量的影響及相應泵效提高措施。油層能量相對高，供液能力強，則油井泵效相應也高。反之，油層能量相對低，供液能力弱，則油井泵效相應就低。由于地層能量得不到補充而導致供液不足，泵效、生產效益低，有待加強注水開采工作。這也是提高這些區塊油井泵效的根本措施。

（2）油層結構、物性的影響及相應泵效提高措施。油層結構、物性是影響泵效的重要地質因素之一。如果油層屬于結構疏松、膠結不好的砂巖，則油井生產過程中容易出砂，砂粒磨損抽油泵的凡爾球、凡爾座、活塞、襯套等部件，導致泵漏，泵效降低?；蛘叱錾皩е鹿潭ǚ矤?、游動凡爾卡住失效，甚至造成砂埋生產管柱，大大降低泵效或泵

完全失效。要減輕這個因素的影響，提高油井泵效，鑒于經濟、技術等條件限制，側重于在定n，s，p、選泵、優化管柱、維護措施等方面做大量工作。據區塊油井情況確定相應的n，s，p及合理的生產制度，大大提高了泵效。

（3）油井產出液體物性的影響及相應泵效提高措施。油井產出液體的物性對油井泵效也有重要的影響。如液體含砂多、含蠟高、易結蠟、含氣量大、油稠、粘度大等等都會對泵效有很大的影響。歸結起來主要有3個方面：一是氣體的影響；二是漏失。包括凡爾的漏失和柱塞與泵筒之間的漏失；三是沖程損失。但對目前分析的沖次調整油井影響泵效來說，主要因素是氣體影響造成。

2 沖次調整影響泵效分析

在油田開采中后期的油井或動液面低的油井，特別是高氣液比的油井，氣體是影響抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲過程中，泵腔泵筒內下游動閥與固定閥之間的部分內存在游離氣、溶解氣。泵上沖程時，若泵腔內的壓力低于氣體溶于液體的飽和壓力，溶于液體中的氣體就會從液體中分離出來。當泵腔內的溫度低于原油中某些組分的臨界溫度時，壓力的降低還會引起這些液態組分部分地向氣態轉化，成為凝析氣。這些氣體占據泵腔的部分體積，會降低泵的充滿度，從而降低了泵效。泵下沖程時，泵腔內氣液兩相流體被壓縮，直到泵腔內壓力大于游動閥上部的壓力時，游動閥才打開，將泵腔內的原油排出。含氣油井中的抽油泵閥球一般都會開啟滯后，當在泵腔內的氣體所占據的體積足夠大時，不但下沖程時游動閥打不開，甚至上沖程時固定閥也有可能打不開，整個上、下沖程中只是腔內氣體在膨脹和壓縮，而沒有液體舉升，此時抽油泵出現“氣鎖”現象，無法正常工作。

2.1 泵腔內的壓力

含氣油井中的抽油泵，在上沖程時，固定閥和游動閥之間會有氣體聚積，若沒有相的變化即泵腔內的油在壓力降低時無凝析氣產生，則泵腔內的壓力變化可根據氣體的狀態變化規律近似地表示為公式：

（1）

式中：Pux一柱塞在上沖的X位置時，壓縮腔內的壓力，MPa；X一柱塞相對于上沖開始時的位置，m；Pi一游動閥關閉瞬間，壓縮腔內的壓力，近似于泵的排出壓力，MPa；Pa一泵的排出壓力，MPa；Vg一在上沖開始，當游動閥關閉時，固定閥與游動閥之間聚積的氣體體積，m；Vx一當柱塞在X位置時，柱塞上行讓出的體積，m；Lg一在上沖開始，當游動閥關閉時，固定閥與游動閥之間被聚積的氣體有效長度，m；y一泵腔內氣體的比熱比定壓比熱與定容比熱之比值。等溫膨脹或壓縮時，氣體的比熱比y=1；絕熱膨脹或壓縮時，甲烷在大氣壓下，y=1.303。

2.2 含氣油井的抽油泵泵效計算公式：

如果泵吸人處的氣/液體積比即油氣比是m，則抽油泵泵效為：

（2）

3 泵效分析

很明顯，由式（2）可看出，要提高含氣油井的抽油泵泵效，需要從以下幾個方面做工作。

3.1 降低Pa/Po比值。常規泵的排出壓力P由下泵深度決定，只有提高泵的吸人壓力PoP，即增加泵的沉沒度，才會提高泵效。但隨著沉沒度的不斷增加，會加劇氣的產生，即會加大玩，所以有一個最佳沉沒度；另外，隨著沉沒度的不斷增加，還會因沖程損失及漏失的可能性增加而降低泵效。

3.2 加大沖程S，提高抽油泵的壓縮比。降低沖次n。隨著沖次的降低，泵腔內的壓力變化速度就會減慢，腔內從原油中分離出的溶解氣就會減少，坑和玩都會減小。同時，每一沖程的排油時間就長，油氣在進泵前就會有較長的分離時間，減少了進人泵腔的氣體。

3.3 減小余隙容積。坐泵后，要使游動閥與固定閥在沖程的下死點位置時盡可能接近而又不發生碰撞，即坐泵后要提防沖距盡可能小，從而提高抽油泵的壓縮比。已定期放掉套管氣。這有利于油套環空間井液溶解氣的分離，降低進人泵腔前井液的油氣比，從而提高泵效。但因氣體釋放不均勻易造成地層出砂。其他因素不變，僅沖次調整可知，油井沖次上調后泵效降低。

4 結束語

（1）影響泵效的因素有氣體的影響、漏失，以及沖程損失。（2）對油氣比較高的油井來說，目前分析的沖次調整油井影響泵效來說，主要因素是氣體影響造成。（3）當沖次調整較小時（小于0.88），氣體影響不大，K值接近1；當沖次調整較大時（大于1.4），氣體影響較大，K值呈現下降趨勢。（4）油田調整參數油井井數較多，提掖增產成為一種增產手段，因此合理調整泵效，降低電耗和增產，成為不可或缺的方法。

參考文獻：

[1]時本慶.淺析沖次對聚區抽油機井的影響[J].中國石油和化工標準與質量.2012（09）

[2]馬慶.不同泵徑合理沖次調整界限確定[J].黑龍江科技信息.2012（13）