油井宏观控制图在黄沙坨油田的研究与应用

1、油井动态控制图在黄沙坨火山岩油田的研究与应用马强（中油辽河金马油田股份有限公司，辽宁 盘锦 124010）摘要：根据黄沙坨油田泵吸入口压力与泵效、排量之问的函数关系以及油田的技术政策，对抽油机井采油方式的枝术管理水平绘制了宏观控制图。利用油井检测数据，借助该图可找出油井存在的问题。并可进行单井分析，区块和油田的宏观技术控制。为各地区不同条件下压力与泵效、排量之间关系的比较创造了条件。关键词：泵效 控制图 黄沙坨油田 油井管理1 前言抽油井的生产过程是油层的供液能力与抽油机的排液能力之间不断协调的过程，在泵挂深度一定的条件下，一定的抽吸参数配合的排液能力，与油层在某一流压条件下的生产能力相适应，

2、流压和泵效从各自的角度反映了抽油机井的生产动态。流压反映供液状态，泵效反映排液状态，二者共同反映供、排协调关系。在大量统计的基础上，经过进一步的理论计算，在流压与泵效关系图上做出了反映泵效和流压协调关系的相关曲线抽油机井动态控制图，并根据油井含水和泵挂深度的不同，划分出了泵效波动频带。2 油井控制图的编制2.1 理论泵效的计算制作动态控制图的关键是计算理论泵效，从而确定泵效波动频带。目前计算理论泵效所考虑的因素是游离气、溶解气、冲程损失、泵筒间歇、凡尔漏失等。理论泵效的表达式为： 式1式中：游离气影响的充满系数。 式2 式3余隙（防冲距）中气体膨胀减小活塞有效行程时的充满系数。 式4油管及抽油

3、杆的弹性伸缩产生冲程损失时的冲程效率。 式5 式6 溶解气影响泵的充满系数。 式7泵筒漏影响泵的充满系数。 式8凡尔漏影响泵的充满系数。没有表达式，允许取平均值0. 97或更低一点。 式9应用上述表达式，绘制泵效与流饱比的关系曲线a、b、c。其它划分区域的界限，基本上都是依据生产经验和生产需要，合理确定。上述各式中符号意义以及黄沙坨油田计算平均理论泵效时的取值：沉没压力(即吸入口压力)下气体体积系数，从原油物性曲线上查取；沉没压力(即吸入口压力)下原油体积系数，从原油物性曲线上查取；泵柱塞直径，m； 刚才弹性模量，N/cm2 ；一泵柱塞截面积，m2；抽油杆截面积，m2；油管截面积，m2；含水率

4、；重力加速度，cm/s2；动液面深度，m；下泵深度，m；柱塞泵在筒中偏心度的影响系数；间隙长度(柱塞长度)，m；沉没压力(即吸入口压力)，MPa；抽油泵的理论排量，m2/d；原始油气比，m3/t；吸入口压力下的溶解油气比，m3/t；光杆冲程，m；余隙(防冲距)，m；吸入口温度，K；气体压缩因子； 泵柱塞与泵筒的间隙，cm；冲程损失，m；液体运动粘度，cm2/s；流体密度，kg/m3。2.2 区域的划分和区域界限的确定2.2.1坐标系的选择 抽油机井动态控制图如图1所示，其横坐标为泵效(%)，纵坐标为流动压力与饱和压力之比。图中，a、b，c，d、e、f、g七条实线将其划分为生产状况不同的五个区域

5、，对位于不同区域的抽油井应采取不同的管理方法和处理措施，使各个区中的井都能充分发挥其生产潜力。图1.黄沙坨油田油井宏观控制图2.2.2区域的划分 抽油机井动态控制图共分五个区域:（1）合理区；（2）参数偏大区；（3）参数偏小区；（4）断脱漏失区；（5）待落实区。 在流压低、泵效也低的区域内，集聚的井点表现为供液不足或气体影响。流压低表明为供液能力差，而泵效低是由于排量(泵径、冲程、冲次三大参数)过大引起的，所以该区域定义为参数偏大区。流压高，泵效也高的区域称为参数偏小区。流压高表明供液能力强，当流压高到可以自喷时，油井的产能主要是由地层提供的，而抽油泵并没有发挥作用。这时的产量必然大于正抽排液

6、量，因而计算出来的泵效必然大于正常泵效，这个泵效并不是泵的真正效率，所以称之为假泵效。这个区域的井泵况大部分是好的，只是参数偏小，使供液大于排液，如果调大参数还是有潜力可挖的，所以该区称为参数偏小区，也可以称为潜力区。在某个区域内流压很低而泵效很高，尤其是超过该油田的理论泵效时，这些资料就值得怀疑了，需要落实才能确定，把这个区域称为待落实区。在流压很高，泵效低的区域内分布的井点表现为抽油泵失效(断脱或漏失)。在这种情况下，泵效低的主要原因只能是泵失效或油管漏失，所以这个区域称为断脱漏失区。如果油层中部深度、下泵深度、含水、油气比、冲程、冲次等参数都相同，那么泵况好的井会按流压的不同，分布在一条

7、线上。但是，在一个区域内有很多井的上述参数不可能完全相同，由于P会有很多曲率相同而截距不同的线束，由于含水不同，油气比不同，在每一截距处又会有很多曲率不同的线束，加上量油误差，测试误差，漏失程度不同，无数条线束构成一个平面区域，称之为合理区。2.4.3曲线界限的确定(1)平均理论泵效线a的确定:平均理论泵效线是指一个油田在平均下泵深度，平均含水等条件下的理论泵效。(2)理论泵效上限b的确定:理论泵效上限是指一个油田在最大的泵深和最高含水下的理论泵效。(3)理论泵效下限c的确定:理论泵效下限是指一个油田在最小的泵深和最低含水下的理论泵效。(4)最低自喷流压界线d的确定:这是抽油机井特有的自喷状态

8、，是由于抽油机抽吸过程中泵失效或参数小维持下来的自喷状态，而抽油杆的往复运动一般起一定的助喷作用。因此，这种自喷压力的界限可以简化计算，只考虑重力影响和油压即可，不必非得计算非牛顿 液体的剪力，(5)合理泵效界限e的确定:泵效低有两种可能:一种可能是断脱漏失，另一种可能是供液不足或气体影响，两种情况必须区分清楚。在流压泵效的坐标中，后者只能出现在流压低的区域。(6)供液界限f线的确定:f线和e线相关联，其确定的方法是，一方面，在流压一泵效坐标上贴功图，由其中出现供液不足和严重气体影响的位置而定。另一方面，根据泵效与流压的关系，由e线反推。(7)断脱漏失线g线的确定:在控制图高流压区(流压大于自

9、喷压力)的井可能是好的，也可能是杆断或掉泵。为了区分这两种情况，必须找出一条大致的界限。这条界线是=50%，其确定的方法是:一方面，由统计确定，在这一区域内，泵效大于50%的井中虽然有个别井是杆断或掉泵，但是大多数井泵是好的。而在泵效小于50%的井中，大部分井有问题。另一方面，从理论分析的角度来看，如果一口井有潜力(参数偏小或设备偏小)，那么它的自喷(或连抽代喷)的液量必然大于正抽的产液量。正抽的平均泵效为50%，故此时实际泵效与理论泵效的比值50%。否则泵失效。另外，由于c线以下均为漏失井多，所以与g线、e线相接为断脱漏失区。3 油井宏观控制图的应用根据黄沙坨油田抽油井生产管理的实际情况，利

10、用抽油井动态控制图提供的信息，对非合理区抽油井提出具体整改措施，由采油主管人员分析该井存在问题，判断各项措施正确性，合理安排落实各项措施工作，通过使用新抽油井动态控制图取得以下效果。图2 黄沙坨油田抽油机井宏观控制图3.1 增加调参增油量2006年在使用新抽油井动态控制图对抽油井泵况进行分析后，加大了调参力度，共调参93口井。累计增油1509t。从表1可以看出今年调参工作与往年相比，无论从井数，还是从增产量上都有很大的提高，取得了很好的效果。表1 调参效果统计表时间2004年2005年2006年调参井数（口）607393累计增油（t）89710211509与上年对比增油（t）1244883.2

11、 提高抽油泵效通过使用新抽油井动态控制图对全油田正常抽油井进行月度泵况分析、诊断、落实措施等管理工作，使抽油泵效由2005年的42.08%，上升到43.27%，提高1.19%，由于提高泵效增产油量166t(见表2、表3)。表2 抽油井井泵效统计表时间2004年2005年2006年年累产液（×104t）40.652132.567426.3340年累理论排量（×104t）97.533877.395060.8568泵效（%）41.6842.0843.27表3 提高泵效增油统计表时间2005年2006年年累产油（t）7954579380月平均（t）66296615月平均增油（t）1

12、3.8年累增油（t）1663.3 提高措施有效率使用抽油井动态控制图共诊断正常抽油井350井次，其中断脱漏失区16井次，上报措施16井次，措施上报率100%。措施井11口，其中有10口井进入合理区生产，措施有效率90.9%，对比去年上升3.4%。表4 措施有效率统计表时间2005年2006年措施井数（口）1611有效井数（口）1410有效率（%）87.590.93.4 降低断脱漏失区抽油井比率使用新抽油井动态控制图对正常连抽井泵的工作情况进行详细分析，对断脱漏失区井及时落实检泵、调参、热洗、碰泵等工作，使断脱漏失区井比率与往年相比有所下降。2006年使用抽油井动态控制图每月平均诊断正常抽油井38口，月平均诊断出断脱漏失井6口，比2005年的减少3口，月平均断脱漏失率由2005年的19.5，下降到15.8%，降低了正常连抽井的断脱漏失率，使抽油泵的工作情况有所改善(见表5)。表5 断脱漏失井对比表时间2005年2006年诊断井数（口）4638漏失井数（口）96漏失率（%）19.515.84 结论新抽油井动态控制图的制作与使用，为抽油井的管理工作提供了详细准确的资料，在增加调参井，提高调参井增油量