抽油機井沖程損失影響因素分析

摘 要：抽油機井泵效是油井日常生產中重要的管理指標，主要影響因素有：沖程損失、充滿程度、間隙漏失等。本文著重對沖程損失這一影響因素進行分析，為臨南油田進 一步提高泵效做好資料積累。

關鍵詞：沖程損失；流體性質；沉沒壓力；井口回壓

1、定義及影響因素

1.1定義

沖程損失是影響泵效的主要因素之一，產生原因是由于抽油桿和油管存在彈性變形，而在抽油機井工作時，承受不對稱的脈動載荷，其中有一部分載荷在上下沖程過程中，交替由桿柱和管柱承受，從而引起桿柱、管柱的伸長和縮短，造成實際泵沖程與地面光桿沖程之間存在差距，此差距定義為沖程損失。

1.2主要影響因素

造成沖程損失的根本原因是桿柱承受載荷的變化。因此，所有影響桿柱載荷的因素，都會影響到沖程損失，主要有：流體性質、沉沒壓力、生產回壓等。

2、流體性質對沖程損失的影響

隨著油層的不斷開發，邊水及注入水逐漸推進，油井含水普遍上升，流體性質發生變化，主要是含水上升后混合液密度增加，就單井而言對泵效造成一定的影響，下面 以LNXI52-X233井為例進行數據計算和對比分析。

由表1數據，2013年該井實際泵效下降7.8%，實際沖程損失增加7.06%。因此，沖程損失是造成泵效下降的主要原因：一是動液面在下降，造成載荷增加，沖程損失增加；二是含水上升，造成載荷增加，沖程損失增加。兩者孰輕孰重，通過數據模擬對比，在生產制度不變的條件下得出以下結論：

結論一：油井生產過程中隨著含水的上升，若動液面保持穩定，桿柱載荷變化不大，沖程損失變化不大，但泵效會不斷增加。

結論二：油井生產過程中，含水不變，動液面逐漸下降，桿柱載荷增加，沖程損失增加，泵效不斷降低，而且呈線性相關。

3、沉沒壓力對沖程損失的影響

3.1沉沒壓力的波動

沉沒壓力是保證上沖程過程中井內液體能夠及時進入泵筒，確保泵的充滿程度。在選擇合適沉沒壓力的情況下，油層受非均質、注水量波動等影響，供液能力存在一定變化，沉沒壓力產生波動，直觀反映就是動液面在一定范圍內波動。

3.2沉沒壓力波動對沖程損失的影響

以動液面波動50m為例，井筒內液體比重0.92，在上沖程中由此產生的對活塞的壓力將降低0.46MPa， 因此活塞上下兩端的壓差將增加0.46MPa，結果就是活塞承受的下拉力有所增加，以44mm 泵為例，下拉力將增加700N，桿柱伸長增加0.018m，即沖程損失增加0.018m。

3.3沉沒壓力大幅度下降對沖程損失的影響

由于沉沒壓力大幅度下降是動液面影響的結果，前面對52-X233井已進行分析， 此處不在詳細說明，其結論是：油井生產過程中，含水不變，動液面逐漸下降，沉沒壓力下降，將造成沖程損失不斷增加，而且呈線性相關，泵效大幅度降低。

4、井口回壓對沖程損失的影響

4.1定義

井口回壓其大小與流體性質、站內壓力、管線的類型及截面積等因素相關。井口回壓影響到油井的正常生產，主要反映在井筒內部，包括光桿載荷的變化、漏失的變化、垂直管流的變化。

4.2井口回壓上升，桿柱載荷增加，增載延長，有效沖程縮短

由于回壓上升，作用于活塞的壓力增加，造成抽油桿所受的下拉力在增加。反映在功圖上就是增載線、卸載線延長、斜率變小。由于光桿的地面沖程是不變的，從而引發井下深井泵的有效沖程縮短，導致油井產量下降。以44mm泵為例，回壓增加0.5MPa作用于活塞的下拉力增加759N，桿柱伸長增加0.02m，即沖程損失增加0.02m。

4.3井口回壓上升的其他影響

由于井筒內液體有一定的壓縮系數，井口回壓的增加，使井內液體進一步受到壓縮，從而導致粘度、密度的增加；對于氣油比較大的井，溶解氣析出的時間延遲，在井筒內的析出深度也在上升，也是造成粘度、密度增加的一個因素。以上兩方面原因，回壓上升后，井筒內液體流動阻力增加，抽油桿載荷增加，造成沖程損失增加，雙凡爾及油管漏失量增加、間隙漏失量增加。影響油井產液量。

5、沖程損失其他影響因素

5.1防沖距調整不當對沖程損失的影響

由于深井泵型號與抽油機型號匹配不盡合理，上調防沖距稍有不慎，造成活塞部分脫出工作筒，有效沖程降低，沖程損失增加。圖1是70-X053實測功圖，可以看出上沖程末端，載荷有下降趨勢，判斷為活塞部分脫出工作筒，影響沖程0.3米，沖程損失增加6.3%。

5.2游動凡爾關閉、開啟滯后對沖程損失的影響

深井泵工作中，由于泵質量原因或受到沙、蠟等影響， 游動凡爾往往出現關閉、開啟滯后，導致增載、卸載不能按正常進行，有效沖程縮短，造成沖程損失增加。圖2是70-101井實測功圖，可以看出上沖程始端，增載變慢，判斷為游動凡爾關閉滯后，影響沖程0.3米，沖程損失增加7.8%。

6、結論

（1）對沖程損失的影響程度從高到低以此為：沉沒壓力、生產回壓、流體性質，其中沉沒壓力大幅度下降，將導致沖程損失線性增加。

（2）防沖距調整不當，有效沖程下降，間接影響沖程損失。

（3）深井泵工作狀態，主要是游動凡爾關閉、開啟滯后，有效沖程下降，間接影響沖程損失。

參考文獻：

[1] 李富有主編，《現代采油技術實用手冊》，石油工業出版社， 2007.3

[2] 張琪主編，《采油工程原理與設計》，中國石油大學出版社，2000.3