抽油機井系統效率與合理沉沒度關系探討

婁志東（大慶油田有限責任公司第二采油廠）

1 抽油機井系統效率計算公式

抽油機井系統效率的計算公式[1]為：

式中：

η——抽油機井系統效率，%；

H——抽油機舉升高度，m；

Q——抽油機井日產液量，t；

γ——混合液體密度，kg/m3；

g——重力加速度，9.8N/kg；

h——抽油機井動液面深度，m；

po——抽油機井油壓，M Pa。

pc——抽油機井套壓，M Pa；

Nw——抽油機井系統的有效功率，kW ；

Pu——抽油機井總消耗功率，kW 。

2 數據統計分析

統計抽油機井不同沉沒度區間生產數據（表1），繪制沉沒度與系統效率關系曲線（圖1）。

通過系統效率與沉沒度關系曲線可以看出，隨著抽油機井沉沒度的逐漸升高，系統效率逐漸提高，當沉沒度達到一定高度時，系統效率最高，當沉沒度繼續升高時，系統效率開始下降，液面升至井口沉沒度最大時，根據系統效率公式計算系統效率為零。

表1 抽油機井不同沉沒度分級下系統效率統計

圖1 第二作業區抽油機井系統效率與沉沒度關系曲線

在生產管理中，通過參數調整、注水井方案調整、機泵匹配等工作，很難將沉沒度控制在最合理值，但可以將沉沒度控制在系統效率較高的區間。根據上述沉沒度與系統效率關系曲線可以看出，沉沒度170 m至280m區間為系統效率高值區。

3 現場試驗分析

對套管進行摻水，模擬各種沉沒度數值，每隔15 min進行沉沒度、產液量、泵效、系統效率的測量及計算，并做好相關記錄（表2、表3），繪制沉沒度與系統效率關系曲線（圖2）。

表2 A抽油機井現場試驗數據記錄

表3 B抽油機井現場試驗數據記錄

在兩口井進行了現場試驗，結果表明，抽油泵泵效隨著沉沒度的上升逐漸升高，當沉沒度上升某一高度時，抽油泵泵效進入較高區域，此時供排關系匹配合理，同時油井系統效率進入高值區，當沉沒度繼續升高時，泵效上升幅度減緩，系統效率逐漸降低。

圖2 B井系統效率、泵效與沉沒度關系曲線

4 結論

1）當井下供液能力無法滿足泵的排液能力時，隨著抽油機井沉沒度的逐漸升高，抽油泵泵效逐漸提高，系統效率逐漸增大。

2）當井下供液能力超過泵的提液能力時，隨著沉沒度升高，有效功率降低，系統效率下降。

3）實際生產中可以通過套管摻水的辦法計算出抽油泵的最大泵效，然后根據地層的供液能力和最大泵效來確定合理的理排，從而確定合理的運轉參數，使系統效率趨于最大化。

[1]劉滬熊.提高有桿泵系統效率途徑及方法[J].石油技術,1990,12(5):100-108.