抽油机井气体影响状况分析

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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

2、量882万吨,原始地层压力11.91MPa,饱和压力11.21MPa,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(M

3、Pa)饱和压力(MPa)地层压力(MPa)200011.9111.2112.16200111.9111.2112.08200211.9111.2111.71200311.9111.2111.57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

4、压力P3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R1=r时,△P有最大值,表示气泡或液滴通过此窄口最小应有2σ(1/R1-1/R2)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。图1R1P3R2rP1P2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

5、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

6、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检泵比例检泵总井次项目检泵原因检泵井次比例(%)33断脱1030.3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

7、于气影响下进行生产,如北3-丁3-47井。北3-丁3-47井2003.5.13示功图北3-丁3-47井2003.6.17示功图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3~4次,抽油杆弯曲一次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,

8、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2003.12.17示功图北3-丁3-45井2004.5.17示功图在抽油

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