抽油井功图诊断与分析课件

各位领导、专家，

大家好！抽油井功图诊断与分析中原油田分公司采油四厂主要内容理论功图1.典型示功图2.测试产生误差的原因3.4.打水前后功图变化憋压曲线5.测试产生误差的原因6.中原油田分公司采油四厂第一部分理论示功图一、光杆地面理论示功图

P光P静P液P杆ＡＢＣＤD1S光杆SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1

光杆地面理论功图只考虑到杆柱在液体中的重量与活塞上液体重量，并没有考虑惯性载荷、摩擦阻力与振动载荷。1、A点：驴头下死点。2、B点：上冲程开始后，液柱载荷逐渐加在活塞上，引起抽油杆柱伸长和油管缩短，该点为加载完毕、变形结束点。自B点之后，抽油泵活塞开始与泵筒发生向上的相对位移，悬点以不变的静载荷上行至上死点C。 3、C点：驴头上死点。4、D点：从上死点开始下行后，由于抽油杆柱和油管柱的弹性，液柱载荷逐渐由活塞转移到油管上，引起油管伸长、抽油杆缩短，故悬点逐渐卸载，D点为卸载完毕、变形结束点，自该点之后，抽油泵活塞开始与泵筒发生向下的相对位移. 5、AB：上冲程的加载线。加载过程，游动凡尔与固定凡尔同时处于关闭状态。 6、BC：活塞上冲程线，为深井泵的吸入过程。在此过程游动凡尔始终处于关闭状态，深井泵吸液入泵，排液出井。 一、光杆地面理论示功图P光P静P液P杆ＡＢＣＤD1S光杆SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1

7、CD：下冲程的卸载线。卸载过程，游动凡尔与固定凡尔同时处于关闭状态。 8、DA：活塞下冲程线，为深井泵的排出过程。该过程固定凡尔处于关闭状态，游动凡尔被顶开排出液体。9、ABC：上冲程静载变化线。 10、CDA：下冲程静载变化线。 11、面积ABCD：深井泵在一个冲程内所做的功。 12、λ1：抽油杆伸缩造成的冲程损失。 13、λ2：油管伸缩造成的冲程损失。

一、光杆地面理论示功图

14、λ：由于抽油杆与油管弹性变形造成的总的冲程损失。 15、S活：活塞冲程，即抽油泵活塞有效移动距离。 16、S：地面冲程，即光杆冲程。 17、P液：作用在柱塞上的液柱重量。 18：P杆：抽油杆柱在液体中的重量。 19：P静：驴头在上冲程承受的最大静载荷。

P光P静P液P杆ＡＢＣＤD1S光杆SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1井下泵功图

将光杆地面示功图经过计算机处理得到井下泵功图，它消除了抽油杆的变形、粘滞阻尼、振动和惯性载荷等影响，真实反映了泵的工作状况，井下泵功图很容易判断出有杆抽油系统存在的问题。阻尼系数、地面功图、抽油杆、冲次的准确性，对泵功图影响较大。

P光P静P液P杆ＡＢＣＤS活第二部分典型示功图1、正常；2、供液不足；3、气体影响；4、游漏；5、固漏；6、双漏（泵漏、杆底部断脱、底部油管漏、泄油器销子脱）；7、结蜡或油稠；8、泵卡；9、泵部分脱出工作筒；10、上挂；11、下碰；12、上部油管漏；13、杆中上部断脱；14、抽喷；15、进油通道堵塞；16、特殊井1、正常功图

这类示功图与理论示功图差异不大，为一近似的平行四边形，除了抽油设备的轻微振动引起一些微小波纹外，其它因素的影响不明显。W82-45井2008年12月8日诊断为功图正常，最大载荷87.4KN，套压0.5MPa，液面761m，日产液33.2吨。2、供液不足

沉没度太小，供液不足，液体不能充满泵筒。其特点是下冲程中悬点载荷不能立即变小，只有当活塞接触到液面时才迅速卸载，明显有拐点。W72-232井2008年11月27日诊断为供液不足，套压1.0MPa，液面2028m，日产液17.6吨。3、气体影响下冲程开始后，由于气体的压缩性而使游动凡尔滞后打开，卸载变慢，示功图右下角呈圆弧线。泵内气体占据空间越大，气量越大，弧线越明显。W33-325井2008年11月4日诊断为气体影响,最大载荷75.9KN，套压2.2MPa，液面996m，日产液17.9吨，日产气量1667m3,气液比1:93。

4、游动凡尔漏

由于游动凡尔漏失，悬点载荷不能及时上升到最大值，使加载缓慢；当活塞上行到后半冲程时，因活塞速度减慢，又出现漏失液体的顶托作用使悬点提前卸载。总之排出部分漏失时的特点是增载线变缓，卸载提前，卸载线变陡。游动凡尔漏失的示功图形状特点是左下尖，右上圆，漏失严重为凸型曲线。W72-169井2007年5月18日诊断为游漏，最大载荷74KN，套压0.6MPa，液面1010m，日产液13.8吨。

5、固定凡尔漏

由于固定凡尔漏失，下冲程开始泵内压力不能及时提高，而延缓了卸载过程，游动凡尔此时也不能及时打开，当活塞速度大于漏失速度后，泵内压力提高到大于液柱压力将游动凡尔打开卸去液柱载荷，下冲程后半冲程因活塞速度减小，当小于漏失速度时，泵内压力降低使游动凡尔提前关闭，悬点提前加载。固定凡尔漏失示功图的特点是右上尖，左下圆，严重时为凹形曲线。W33-41井2007年9月7日诊断为固漏，最大载荷77.3KN，套压0.3MPa，液面1535m，日产液2吨。

6、双漏(泵双漏)

双漏功图特征为加载线与卸载线为凹凸曲线，严重双漏时为黄瓜条形状。W33-127井2008年10月8日诊断为严重双漏,日产液0吨，最大载荷81.5KN，2008年11月10日上作业发现泵筒内结垢，将游动凡尔座、固定凡尔座刺坏。6、双漏(底部断脱)双漏（底部断脱）功图与泵双漏功图形状相同。W33-202井2008年10月15日诊断为双漏，最大载荷74.4KN，套压0.8MPa，液面1593m，日产液0吨，2008.10.18日上作业发现泵上第1根抽油杆断。6、双漏(底部油管漏)双漏（底部油管漏）功图与泵双漏功图形状相同。W72-173井2008年10月13日诊断为双漏，最大载荷81.1KN，套压2.9MPa，液面858m，日产液0吨。2008年10月14日作业发现第140根油管有裂缝。6、双漏(泄油器销子脱)双漏（泄油器销子脱）功图与泵双漏功图形状相同。W99-16井2008年11月13日诊断为双漏，最大载荷64.8KN，日产液0吨。2008年11月14日上作业发现泄油器销子漏。7、结蜡或油稠由于油井结蜡油稠，使杆柱上下行均增加了磨擦力，使上行程增载，下行程减载，使示功图变“胖”。W266-1井2007年10月5日诊断为油稠，最大载荷88.8KN，最小载荷25.4KN,液面井口，日产液3.3吨，含水38%,运动粘度703.8mpa.s（一般油井运动粘度10-20mpa.s左右）。油井结蜡的特征为与正常载荷相比，最大载荷变大，最小载荷变小,功图变肥，电流上升。8、泵卡

泵卡的功图特征为斜向上的黄瓜条，主要是因为活塞卡后，抽油杆只有弹性伸长。WX139井2008年9月17日诊断为泵卡，最大载荷102.6KN。2008年9月19日作业发现活塞卡死在泵筒内。9、泵部分脱出工作筒

活塞部分脱出工作筒的典型特征为提前卸在载，主要原因是活塞在上现成最后的过程中活塞脱出工作筒，提前卸载。W138-22井2007年10月5日诊断为活塞部分脱出工作筒，最大载荷78.9KN，套压2MPa，液面1922m，日产液2.2吨，下放后正常。10、上挂

上挂功图特征为增载线右上有一凸出尾巴，这是因为光杆上余多时，在上行程最大时挂驴头振动所致。NW33-66井2008年8月12日诊断为上挂，最大载荷90KN。11、下碰

下碰功图特征为卸载线左下角有凸出尾巴，同时在增载线上有凹性上，这是抽油杆受压缩短的现象。W79-19井2008年2月3日诊断为碰泵，最大载荷87.1KN，上提防冲距后正常。12、上部油管漏W72-184井2008年8月19日诊断为正常时功图，日产液17吨，最大载荷88.9KN,套压0.8MPa,液面372mW72-184井2008年8月23日诊断为油管漏功图。最大载荷84.4KN，日产液9.6吨,套压0.7MPa,液面145m。2008年8月24日上作业发现第84根油管偏磨腐蚀有一个5mm的洞,监测不合格管87根。油管漏的功图特征为载荷变小、载荷下降、液面上升、产量下降。13、杆中上部断脱W72-191井2008年11月11日诊断断脱，最大载荷25.3KN,日产液0吨,套压1MPa,液面288米。2008年11月13日上作业发现第63根抽油杆本体断。

抽油杆断脱后的悬载荷实际上是断脱点以上抽油杆柱重量，只是由于磨擦力的存在，才使上下载荷不重合，图形的位置取决于断脱的位置。功图特征为黄瓜条形状。W72-191井2008年10月6日诊断诊断正常，最大载荷86.8KN,日产液30吨,液面井口。14、抽喷

具有一定自喷能力的油井，抽油实际上只起诱喷和助喷作用，在抽油过程中，固定和游盍动凡尔处于同时打开状态，液柱载荷基本加不到悬点,示功图的位置和载荷的变化大小取决于喷势的强弱及抽汲液体的粘度。W33-138井2007年10月8日诊断为抽喷，最大载荷65.3KN，液面井口，日产液23.5吨。15、进油通道堵N72-99井2008年8月18日诊断为供液不足，最大载荷88.1KN，液面井口，日产液14吨，关油套连通后单量5吨。2008年11月17日洗井45方，泵压达到8MPa，证实憋压，进油通道不畅通（为沉储泵）。N72-99井2008年8月5日诊断为正常。最大载荷90.7KN，液面井口，日产液26.9吨。16、特殊井（柔性杆）

W138-22井2008年11月5日诊断为正常（柔性杆，加载缓慢，与游动凡尔漏失功图有些相似，但加载线的左上角没有明显的圆弧）。最大载荷80.5KN，套压0.6MPa，液面1801m，日产液0.9吨。16、特殊井（深抽减载装置）

W33-226井2008年11月24日诊断为供液不足（深抽减载装置，与油井结蜡功图相似，该装置对载荷影响比较大）。最大载荷86.6KN，最少载荷27.3KN,套压0.8MPa，液面2347m，日产液4.9吨,含水74%。第三部分观察供液不足井打水前后的功图变化在供液不足井上实施打水的目的

为了证实：实测沉没度大但功图显示为供液不足两者之间存在的矛盾，我们特意选择5口抽油井作打水试验。选井原则：选择含水较高的井，从而减少打水对筛管以下液柱的变化；泵况正常；选取沉没度大小不同的三个等级的井作为代表。其中：3口抽油井的沉没度在500m以下（W33-107、NW72-158、W179-5）1口抽油井的沉没度在500m-1000m之间（W88-18）1口抽油井的沉没度在1000m以上（W269-7）并通过连续跟踪打水前后的功图变化来确定有效沉没度的实际范围。W269-7打水前测试的功图W269-7打水1方后15分钟后测试的功图W269-7打水1方后28分钟后测试的功图W269-7再打水2方后10分钟后测试的功图W269-7再打水2方后15分钟后测试的功图W269-7再打水2方后20分钟后测试的功图W269-7打水前后功图变化

W269-7井工作制度:32*4.8*4;产量:5.6*0.7*87;日产气644方;套压0.5MPa,液面640米,沉没度1763米，功图为供液不足。从W269-7井打水前后功图变化来看,打水1方后15分钟测试功图面积明显变大,但随着抽油泵的抽吸,功图面积明显变小,再打水2方15分钟后测试功图变为正常,随着抽油泵的抽吸,后功图变为明显供液不足。说明打水1方，液面增加136米，虽然功图面积明显变大，但仍然显示为供液不足，打水3方，油套环形空间的液面增加410米，功图变为正常,抽吸30分钟后液面下降63米,功图显示为供液不足。NW72-158打水前后功图变化

NW72-158井工作制度:38*4.8*4;产量:7.4*1*86;日产气458方;套压1.5MPa,液面1821米,沉没度181米，功图为供液不足。从NW72-158井打水2方，再打水1方的功图变化来看,打水后,测试的三个功图面积明显增大，变为正常功图。NW72-158打水前测试的功图NW72-158再打水1方后10分钟后测试的功图NW72-158打水2方后20分钟测试的功图NW72-158打水2方后10分钟测试的功图W179-5打水前后功图变化W179-5井工作制度:38*4.8*4;产量:11.7*5*57;日产气295方;套压0.7MPa,液面1933米,沉没度270米，功图为供液不足。从W179-5井打水2方，再打水1方的功图变化来看,打水后,测试的三个功图面积明显增大，变为正常功图。W179-5打水前测试的功图W179-5再打水1方后10分钟后测试的功图W179-5打水2方后20分钟测试的功图W179-5打水2方后10分钟测试的功图W33-107打水前后功图变化W33-107打水前测试的功图W33-107打水后10分钟测试的功图W33-107打水后20分钟测试的功图W33-107打水后30分钟后测试的功图

W33-107井工作制度:50*4.8*4;产量:17.4*0.5*97;日产气265方;套压0.7MPa,液面1661米,沉没度37米，功图为供液不足。从W33-107井打水前后功图变化来看,打水3方后,测试的三个功图面积明显增大，变为正常功图。

W88-18井工作制度:38*4.8*5;产量:14.1*3.9*72;日产气1015方;套压0.6MPa,液面1058米,沉没度941米，功图为供液不足。W88-18井打水前后功图变化来看,打水3方后,测试的三个功图面积明显增大，但始终显示为气体影响。W88-18打水前后功图变化W\88-18打水前测试的功图W\88-18打水后10分钟测试的功图W\88-18打水后30分钟测试的功图W\88-18打水后20分钟测试的功图5口井打水前后沉没度统计井号工作制度打水前实测液面打水前实测沉没度打水3方增加的沉没度抽吸30分钟沉没度W269-732*4.8*464017634062106NW72-15838*4.8*41821181406499W179-538*4.8*41933270406588W33-10750*4.8*4166137406290W88-1838*4.8*510589414061236

沉没度、含水、气液比对功图影响较大

通过对W269-7、N72-158、W179-5、W33-107、W88-18五口供液不足的抽油井实施打水（沉没度500m以下，500-1000m,1000m以上），连续监测功图变化得出如下结论:所选油井在打水3m3抽吸30分钟，即在平均增加有效沉没度305m后，示功图均出现比较正常的平行四边形。（而且打水累积为1m3、2m3时，示功图均不能成为平行四边形，由此推断：对所选油井，补充3m3水才能保证泵况正常。）所选油井中，W33-107井含水最高、气液比最小、原有沉没度最小（37m），井筒内泡沫段影响最小，最接近真实沉没度，在打水30分钟后沉没度变为290m，功图变为正常。由典型井W33-107井数据推断，有效沉没度的最小值应在300m左右。(对不同井油层产状可能有变化、不同井筛管到泵吸入口阻力也可能有变化等，这些变化因素对有效沉没度的要求是有所不同的，这些因素未考虑。）根据以上结论反推，所有功图显示为供液不足的井，有效沉没度应在300m以下，沉没度大于300m以上的部分为泡沫段。示功图解释与实测动液面相矛盾时，应以示功图解释为准。我们认为，合理沉没度的确定应包含两层意思，一是尽可能满足地层供液能力；二是满足抽油泵长期正常运行的条件，即：1、泵的抽吸能力略高于地层供液能力，即示功图显示应略微供液不足。2、泵的充满程度应在2.5-3.2m之间，即将活塞冲击液面对泵工作状况的影响控制在较小范围。第四部分测试产生误差的原因载荷产生偏差(没及时校验偏大)由于示功仪校验载荷的方法是根据标准载荷在诊断仪上校验示功仪的载荷校验系数，每台示功仪在诊断仪的校验系数是唯一的，由于示功仪维修后没有及时校验，因此出现载荷偏差。如W153-2等。改进方法：对载荷出现偏差的示功图资料及时进行补测。同时对维修好的示功仪及时进行校验。W153-2井2008年10月16日诊断为供液不足(正常测试载荷),最大载荷84.2KN,套压2.4MPa,液面1733m,日产液7.4吨,含水11%,冲程4.65m,冲次4.99次/分。W153-2井2008年8月21日诊断为供液不足(载荷偏大),最大载荷93.3KN,套压3MPa,液面1441m,日产液7.6吨,含水10%,冲程4.68m,冲次4.75次/分。载荷产生偏差(没有及时校验偏小)

W153-2井2008年9月16日诊断为供液不足(载荷偏小),最大载荷72.2KN,套压2.7MPa,液面1795m,日产液7.2吨,含水12%,冲程4.67m,冲次4.77次/分。

W153-2井2008年10月16日诊断为供液不足(正常测试载荷),最大载荷84.2KN,套压2.4MPa,液面1733m,日产液7.4吨,含水11%,冲程4.65m,冲次4.99次/分。载荷产生偏差(操作问题)

由于示功仪加载是液压传动力，现场测试时操作人员由于没有将悬点载荷加压到最大值，悬距偏小，悬点载荷没有完全加到示功仪上，导致所测试的示功图载荷比实际载荷偏小。如W72-79，在12月3日在生产状态不变的情况下，连续所测的3个功图，最大载荷应为93.5KN,而有一个功图却由于示功仪加压不够，载荷偏小，最大载荷只有83.7KN。位移产生偏差

W269-32井2008年11月8日诊断为供液不足(正常冲程),最大载荷79.8KN,套压0.7MPa,液面270m,沉没度1490m,日产液16.5吨,含水11%,冲程4.61m,冲次4.17次/分。W269-32井2008年11月9日诊断为供液不足(冲程偏小),最大载荷80.1KN,套压0.7MPa,液面270m,沉没度1490m,日产液7.2吨,含水12%,冲程4.39m,冲次4.15次/分。

由于部分井井口没有位移线的固定位置（通常在测冲程时，将位移线的一端固定在井口的某一位置），或是装在“工”字卡盘下用于油井加药的铁板的影响，现场操作人员在测试冲程时，只能用手拉住位移线的一端，由于位移线没有固定，导致同一口井，由于操作人的不同而产生位移偏差。

第五部分憋压曲线憋压曲线

1、抽憋：是抽油机在正常生产时，关闭回压闸门与油套连通闸门时所进行的憋压。

2、关憋：是当压力达到一定值后，停止抽油机运转，在相对高的压力下进行憋压。

3、停憋：将正常生产的抽油机停转的同时，关闭回压闸门与油套连通闸门进行憋压。

泵正常的憋压曲线P,Mpa抽油t,min泵正常的憋压曲线泵工作正常的情况下,抽憋压力是憋压时间的先行函数。杆、管断脱，双凡尔失灵，柱塞未进入工作筒

无自喷能力，抽憋曲线为水平线。有自喷能力，则抽憋时压力随时间呈对数规律上升，且停憋曲线与抽憋曲线呈平行上升，关憋曲线则略上升。抽油P,Mpat,min无自喷能力憋压曲线P,Mpa关抽停t,min有自喷能力憋压曲线游动凡尔漏失的憋压曲线抽憋压力随时间的增加而逐渐减少，而关憋曲线基本不变。t,min游动凡尔漏失的憋压曲线关抽P,Mpa固定凡尔漏失的憋压曲线抽憋过程中上、下冲程压力摆幅较大，关憋时，压力曲线不下降。P,Mpa关抽t,min固定凡尔漏失憋压曲线双凡尔漏失的憋压曲线

抽憋过程中上、下冲程压力摆幅较大，关憋曲线呈下降状态，其下降速度随憋压时间增大而减少。P,Mpa抽关t,min双凡尔漏失的憋压曲线油管漏失、间隙漏失憋压曲线P,Mpa抽t,min油管漏失或间隙漏失的憋压曲线关抽憋压力随时间的增加而逐渐减少，关憋曲线呈下降状态。抽喷的憋压曲线停机憋压时，压力会随时间延续而上升，上升的快慢与自喷能力成正比。P,Mpa停t,min油井抽喷时的憋压曲线气体影响的憋压曲线抽憋开始时压力上升较慢，当压力上升到一定程度后开始加快。P,Mpa抽气体影响严重井的憋压曲线t,min柱塞部分脱出工作筒的憋压曲线抽憋曲线在每冲程内呈规律性摆动，总趋势呈上升状态。P,Mpa1/Nt,min柱塞部分脱出工作筒的憋压的憋压曲线抽第六部分示功图解释应注意的问题示功图解释应注意的问题

1、功图解释应参考多方面的资料，如产量、气液比、套压、参考以前所测液面与功图，以及憋压、碰泵、井下工艺、注采对应关系等资料进行综合判断。2、当功图与液面产生矛盾时，应以功图为准。通过5口抽油井现场打水前后功图变化情况可以看出含水、气液比、沉没度对功图影响较大。对供液不足井在有效沉没度增加300m后，功图变为正常。如果供液不足井沉没度在300m以上部分为泡沫段。3、对难判断的如泵双凡尔漏失、油杆底部断脱、油管底部漏失作业新完井泵未进入工作筒等，示功图都比较相似，即所谓的“黄瓜条”形状,要通过作业检泵跟踪进行分析与验证。4、应加强对测试仪器的管理，及时校验，发现测试不正常后应及时补测。谢谢大家！不足之处，请批评指正树立质量法制观念、提高全员质量意识。6月-236月-23Thursday,June8,2023人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。09:23:5409:23:5409:236/8/20239:23:54AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。6月-2309:23:5409:23Jun-2308-Jun-23加强交通建设管理，确保工程建设质量。09:23:5409:23:5409:23Thursday,June8,2023安全在于心细，事故出在麻痹。6月-236月-2309:23:5409:23:54June8,2023踏实肯干，努力奋斗。2023年6月8日9:23上午6月-236月-23追求至善凭技术开拓市场，凭管理增创效益，凭服务树立形象。08六月20239:23:54上午09