抽油机井气体影响状况分析

1、抽油机井气体影响状况分析本文结合2003年至今的施工总结，归纳出气影响对抽油机井机、杆、泵的 具体危害，并针对此现象采取一系列的措施，取得了一定的效果。事实还说明， 及时优化参数，不仅可避免气体影响油井泵况，还可避免近井地带脱气圈对油流 的阻力，反而使油井增产。主题词：注采不平衡气影响液击1. 基本概况305队位于萨尔图油田萨北开发区北三区东部，北接壤于北部过渡带，1966年投入开发，按井网划分，经历了基础井网阶段,（采油井10 口）和一次加 密调阶段,（共有采油井46 口）管理面积3.9平方公里,开采层位是萨、葡、高油 层，地质储量2184.3万吨，可采储量882万吨,原始地层压力11.91

2、MPa,饱和压 力11.21 MPa平均单井射开砂岩厚度17.23米,有效厚度10.2米,地层系数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、2-063三口采油井转为注水井）截止04年4月底累积采油 666.7503万吨,采出程度30.52%,采油速度0.55%,累积注水1147.1320万立方米， 年注采比0.39。2. 气影响的产生由于305队地区一直处于注采不平衡的状态下，致使地层压力逐年下降。（见表1）表1地层压力对比年份原始地层压力（MPa饱和压力（MPa地层压力（MPa200011.9111.211

3、2.16200111.9111.2112.08200211.9111.21r 11.71200311.9111.2111.57当地层压力低于饱和压力以下时， 溶解在油中的天然气会分离出来， 于是出 现了油气混流，即油流中夹有气泡流动。当气泡或液滴在变径毛细管中流动时， 遇到窄口半径小于气泡或液滴半径时，便受到阻力，要通过比本身小的窄口时， 就必须变形，由原来的球形变成非球形，这样就必须增加表面积，因为同体积的气泡或液滴以球形的表面积最小。 增加表面积需要额外消耗能量，即使气泡或液 滴后面的压力R大于前面的压力P1某一值，需要这么一个附加压差，如果没有 这个附加压差，气泡或液滴就不能通过窄口。当

4、R1=r时， P有最大值，表示气泡或液滴通过此窄口最小应有2c（1/R1-1/R 2）大的压差，否则气泡或液滴便通不过半径为 r的窄口，将会造成气泡或液滴对孔道的堵塞上述情况，对于一个气泡或液滴来说其阻力是不大的，但是，在原油流向井 底的过程中，要经过无数个窄口，如果是气泡，在流动过程中，随压力的不断下 降，气泡又不断地增多和增大，这些阻力叠加起来是十分可观的。随着分离出的气泡不断的增多、 增大，阻力也不断增大，再加之地层原油中 溶解气的大量分离出来，使得原油粘度逐步增大，而一般情况下，原油中分离出的溶解气要超越原油在前流向井底，这样就使抽油机泵筒内充满大量气体。3. 气影响对抽油机井的危害气

5、影响不仅降低了泵效，还致使沉没度不够、泵内井液充满不好，抽油工况 不理想，这就出现“抽空”现象，导致“液击”的发生。井下抽油泵在上冲程中， 当泵腔未被液体完全充满时，泵腔顶部将会出现低压气顶，随后在下冲程中，游动阀一直处于关闭状态，直至与液体接触时的一瞬间液压突然升高，阀被打开为 止。这一工况称为“液击”。而“液击”对抽油机的危害很大。我们对2002年至今已返回施工总结的检泵井进行分析统计，发现其中杆断 10井次，凡尔漏失13井次，油管螺纹漏失8井次，而它们出现问题前处于气影 响状况工作的有24井次，占检泵井数的72.73%。表2检泵比例项目检泵原因检泵井次比例(%)检泵总井次断脱1030.3

6、33泵漏失1339.39油管漏失824.25其它26.063.1容易产生泵漏“液击”会使抽油泵游动阀组件损坏加剧，同时加快泵筒破裂和固定阀失效。 这是因为“液击”产生一瞬间突然升高的液压对泵筒、阀体冲击力很大，当长时 间处于此种状态下工作，会使泵筒、阀体破裂，从而导致泵的漏失。对已经返回施工总结的漏失检泵 6 口井中，其中4 口井在泵漏失前处于气影响下进行生产，如北3- 丁 3-47井。势品中冰； 1 1 -l5.3O(m> 理谧上捕我："II1CKMJ理：T隹一F 薛馥：疋呻3-HKWJ走抒卓丸議捕：3D.oockw> 尧和袈卜底閒；1 »氏no北 3-丁 3

7、-47 井 示功图美型：1A棗* 9-16 1亲稳：D-O5G(m>动说面二82.6O(m)2M pa)亲阮特扌正二益利圏属性二2 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示功图奏型：3泵袒 96-1 G(m)泵容：o.ose(m)冲次(理/实)：8 D D/7.9G(1 Anin) 冲程(理 / 实):3-0 0.Sl(m)1 1 d&.

8、3U(m)理沦上錚識：护-ZgZ) 理沦下錚载：2.3(KN) 先秆最夭载荷：36 0 7(KN)动淒面二0.00(m)8 G(Mpa)泵况特征：双凡尔漏失拴制圏属性:斷腕漏失区比杆最小载荷；""WZ)产浪； 21 00(l/d) 埋魁产浪:町75(l/rf) 泵喊25.07/1. 舍*<00.50(%)上亀流；S .OO(A) 下赵流；-00(A) 奈屋： 015L 建度:9 4 E . 1 G (m )3.2会使杆管产生偏磨抽油杆柱联结在一起属细长杆，是一根长弹簧。在弹簧下端突然增加一个交 变载荷，就会产生振动。抽油杆在一个冲程中单程振动 34次，抽油杆弯曲一次

9、将对油管产生一次冲击，增加了偏磨的程度和范围。振幅越大，冲击力也就越大。 由于“液击”现象的产生，增加了振动幅度，在中和点部位增加了轴向压力，将增加抽油杆弯曲冲击的动量和冲量，这将增加杆柱的轴向作用力。这使杆柱失稳 弯曲，抽油杆受到轴向力加大，随之产生的侧向力加大，从而加快了杆管的偏磨。 在返回施工总结的5 口断脱检泵中，3 口井有偏磨现象。北 3-丁 3-45 井 示功图養型：1 A油星中蕖： 1 1 >13,(10(m)泵皋931.69(m)理论上誇我；680 2CKN)亲轻：d理论下詩戦：3O.87CKN)冲次理/实)：9 UUTBBZClAnm) 光杆衆丸载荷：了 冲程(:理/实

10、):1 “八血)光杆章小栽荷：233("!)动瀛面：886 86(m)2 B2(Mpa)泵况#辛征二控制图属性二合理区产展：23 OD(t/d)理论产浪：日1 RW刀 泵免匕28.2«/3 38()舍也72.90(%)上电流；8 0 0(A) 下电骯37.00(A)套压：0 39(Mpa)沉没废：17.83(m)北 3- 丁 3-45 井 示功图養型：1A泵录：934.69(m)泵径：0.07a(m)冲次(理/实二 9.0 0/9.62(1Aniin)冲稷(理/实)：1 7n<1.31(m)油层中潺：1113.00(m)理论上静载：Sfl lte(KN) 理论下詳载：

11、30.72(KN) 光杆最大载荷：19 39tKN)先杆董小载荷：1fi R5(kn)动液险：泵况特征： 握制图属性:O.OO(m)8.53( M pa) 双凡尔漏失 断脱漏失区产菠： 300(Vd) 理论产淤血小壯阳) 泵政： 3.56/36.52() 舍水： 96.60(%J 上电漾 5.00(A) 下电淤 44UD0M 套压； 0.47(Mpa) 沉没度： 93 4.G9(m)在抽油杆断脱以后，由于抽油杆重量的减少，示功图的下载荷线由于承担抽 油杆的重量，所以应该下移，上载荷线是承担抽油泵和抽油杆的重量，即P大=P杆+P液，在断脱后，抽油杆不再承担抽油泵的液柱重量，是下降的。从前后示 功

12、图对比我们可以看出该井最大载荷由 71.98KN下降到19.39KN。4. 相应措施针对气影响的危害，我们采取了相应的措施:4.1优化参数。消除气影响，下调参是一个行之有效的办法。2003年至今我队对气影响严重、沉没度低的8 口抽油机井进行了下调参，效果比较明显，沉没度上升、气影 响消失。例如北3-丁 2-46井，2003年4月3日冲次由9次下调为6次。表2 调参效果对比日期动液面深度 (米)流压(MPa泵效(%功图分析2003.3909.363.0445.8气影响2003.5681.253.9461.1正常北 3- 丁 2-46 2003-3-17 功图产液：«.00(Vd)理论产

13、液：57问诃) 泵敷：75.32/35.72(%)含水：95.40(%)上电流：35 .00(A) 下电流：00(A) 套压： O.(Mpa) 沉没度：21 42(m)北 3- 丁 2-46 2003-5-16 功图1用显(E)G05560喷旳3530产液；3E 00(t/d)理论产 SgjS6.95(t/d) 泵效：63.21/30,60(%)含水；93.?0(5i)上电流：38.00(A) 下軌流：3；5 .00(A) 套压： «-(Mpa) 沉没度：57.80(m)4.2间抽制度我队对进行下调参，但仍无法正常生产的井执行间抽。这样即不影响产量， 又能保证抽油机井在合理的工况下进

14、行生产，延长检泵周期。例如我队北3-丁 3-60井，在参数已经调至最小时，仍然消除不了气影响, 一直处于低流压、低沉没度的状况下生产，对抽油机的危害很大。所以，该井于 2004年9月开始执行间抽。ON北 3- 丁 功图表3间抽前后对比数据日期冲程（米）冲次沉没度（米）流压（MPa泵效（%功图分析2004.82.1682.35:3.5313.8气影响2004.92.16398.065.0920.1正常从表中我们可以看出，效果比较明显，功图正常、沉没度上升、泵效上升, 抽油机处于合理的工况下进行生产。4.3注水井调整对于气影响较大的油井，单纯的通过下调参数，增大沉没度的方法并不十分 有效，而主要还

15、是要通过调整周围注水井来解决。2003年我队新投注水井5 口,其中3 口油转水，取得了一定的效果。例如北3-2-063井在2003年9月25日转 注、12月15日分注，与该井连通的北3- 丁 2-60井在2004年受效。表4受效前后对比日期动液面深度 （米）流压（MPa泵效（%功图分析2004.1703.833.2524.9气影响2004.2696.393.2627.6正常北 3- 丁 2-60 2004-1-15 功图产液：9-00(Vd)理论产 ife：3 6.06(Vd) 泵敷：2.96/43.55(%)备水：85.90(%)上电爲?5.no(A)下也流：23.00(A) 套压：0.36

16、(Mpa)沉没度：202.07(01)北3- 丁产液：n.oo(Vd)理论产液：阪65(的泵聂：30.853.95(%)含水；?8 00(%)上电流；3S 00(A) 下也流：35.00(A) 套压： D上3(Mpd) 沉浚度：2*15.81 (m)1冲程耐- - - - - - - 一 > 缆如爱3O252D倚2-60 2004-3-1350功图151塔如35302520cgtttfSI4+5a层沉积相带图从沉积相带图中可以看出北 3-2-063井与北3-丁 2-60井连通状况较好，以 SI4+5a小层为例，两口井同处于主体席状砂之中，属于一类连通。北3-2-063井注水后，北3- 丁 2-60井见效明显。5. 几点认识尽管我们通过一系列的方法解决了一部分的问题，但还有一部分井处于气影响条件下进行生产，气影响井数还是居高不下，气影响井数占生产井数的29.27%<表5 2004年5月功图