合理泵效及沉没度调整方案

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1、机采井合理沉没度及泵效调整方案（技术中心机采室）沉没度和泵效是机采井管理过程中的重要指标，沉没度低，油管的径向摆动就会相对剧烈，容易引起杆管偏磨、断脱；沉没度过高，流压增大，会抑制相对薄差低渗透率油层出液，造成层间矛盾突出。本文通过制定机采井合理沉没度及泵效的调整方案，最大限度地提高系统效率，使油井在最佳的经济状态下生产。该方案的研究可最终确定油井沉没度及泵效的合理范围，为油田日常管理提供重要的技术依据。一、目前现状及存在问题目前海拉尔油田抽油机井开井786口，液面测出率55.1%，平均沉没度为115.39m。由于下泵深度大，动液面

2、低，部分深井无法测试出动液面，其中，沉没度在100m以内的油井329口，占全部测出液面井数量的75.46%。海拉尔油田的平均泵效为16.23%，其中，泵效低于平均泵效的油井共有479口，占抽油井井数的61.36%。沉没度过低导致泵的充满系数下降，下行时不能及时卸载，使活塞以一定的速度接触抽油泵筒内液面，并会发生瞬间撞击，导致活塞下行受阻，抽油杆在惯性的作用下，与活塞运动产生不同步，导致抽油杆产生弯曲并与油管壁发生摩擦，2011年，杆管偏磨及管漏导致的作业井次为60口，占全部作业井次的30.97%。二、井底合理流动压力分析6井底流动压

3、力大于原油饱和压力的条件下，随着井底流动压力的降低，油井的产油量呈正比例增加，当井底流动压力小于饱和压力，由于井底附近油层中的原油脱气，使油相渗透率降低，随着流动压力的降低，产量增长速度将会减慢，矿场试井资料表明：当流动压力降低到一定的界限以后，再降低流动压力，油井的产量不但不会增加，而且还会减少，这一流压值可以作为采油井合理液动压力的下限值，当井底低于最低允许流动压力以后，由于原油脱气严重，将会影响油井生产能力的正常发挥。图1为标准的三相流IPR曲线。三、井底沉没度及泵效计算1、合理沉没度计算由多层油藏的井底流压动态IPR曲线可以

4、看出，当井底的流压降低到某一数值时，曲线的斜率出现拐点值。因此，油井实际生产时存在最低的合理流压界限。应用Volgel方程和油、气、水三相流动IPR曲线，Pwf的值可由下式计算确定：（1）式中Pwf(oil)——油IPR曲线上的流压；Pwf(water)——水IPR曲线上的流压；用组合IPR曲线计算：（2）用恒定生产参数指数公式计算Pwf（water）时，有：（3）于是可以推出：（4）其中，J1为采油指数。（5）（6）由以上各式整理后可得到油井最低允许流动压力值为：（7）其中，井底流压：6油井沉没压力：（8）式中——油井最低允许流动

5、压力，MPa；——饱和压力，MPa；——地层压力，MPa；——套管压力，MPa；——泵吸入口到油层中部压力，MPa；a——原油溶解系数，m3/（m3.MPa）；fw——油井含水率；Bo——原油体积系数；T——油层温度，K。2、油井泵效计算油井泵效主要受游离气、溶解气、冲程损失、余隙损失、各种漏失等因素的影响，假设四个影响因数的系数分别为η1、η2、η3、η4、η5。油井的泵效：（9）式中η——理论泵效；η1——游离气影响时的泵效；η2——余隙中气体膨胀减少活塞有效行程时的泵效；η3——油管及抽油杆弹性伸缩产生冲程损失的泵效；η4——

6、溶解气影响时的泵效；η5——泵筒、凡尔漏失影响的泵效。上述各影响因素都是沉没度的函数，当沉没压力一定时，可分别计算：（10）（11）静载荷下的冲程损失（12）惯性载荷下的冲程损失6（13）在静载荷和惯性载荷的作用下，活塞的冲程损失为：（14）（15）（16）漏失影响的排量系数包括两部分：一部分是通过泵筒和柱塞的间隙漏失影响的排量系数；另一部分是通过凡尔漏失影响的排量系数。（17）可取平均值或更低一点。式中R——原始油气比，m3/t；Rg——吸入口压力下的溶解气油比，m3/t；Bg——沉没压力下的气体体积系数；S——光杆冲程，m；S1

7、——余隙（防冲距）长度，m；L——下泵深度，m；ρ——液体密度，kg/m3;λ——冲程损失，m；Ap、At——活塞及油管金属截面积，m2；L——抽油杆总长度，m；ρl——液体密度，kg/m3;E——钢的弹性模量，取2.06×1011Pa；Hfl——动液面深度，m；Li——第i级抽油杆的长度，m；Ari——第i级抽油杆的截面积，m2。B0——沉没压力下的原油体积系数，小数；K——柱塞在泵筒中偏心度影响的系数；D——泵柱塞的直径，cm；6γ——液体的运动粘度，cm2/s；Q理——抽油泵的理论排量，m3/d；h动——油井动液面深度，m；四

8、、各区块合理沉没度及泵效标准为优化生产参数，在保证油井产液量不降的前提下，最大限度的发挥油井的潜力，综合考虑各区块原油原油物性、饱和压力、井温梯度及地层压力等因素对油井流压的影响，初步确定了各区块合理沉没度和泵效的标准。具体标准如下表