合理優化調整油井沉沒度提高有桿泵泵效對策

孫永偉+李悅

摘 要：沉沒度是指深井泵在動液面下的深度，也就是動液面至泵吸入口處的液柱高度。它是將油層流體輸送到泵筒內的能量，它的高低直接對深井泵的工作狀況產生影響。沉沒度過高，雖然泵的充滿系數較大，但是由于抽油桿彈性伸縮加大，泵效提高幅度小且有降低的可能；沉沒度過小，由于泵進口氣體分離較多，泵的充滿系數較小，同樣會影響泵效，但是沉沒度在一定合理范圍內時，泵吸入口壓力大，驢頭載荷減小，泵漏失程度減少，有利于泵效的提高。因此合理優化調整油井沉沒度對提高有桿泵泵效，改善油井工況顯得尤為重要。

關鍵詞：油井；有桿泵；工況；最佳沉沒度；泵掛深度

本文通過對影響油井沉沒度的各種因素及沉沒度與有桿泵工作狀況之間的關系的分析，確定機采油井合理沉沒度的范圍。結合油田生產實際，對影響油井沉沒度進行分因素治理，通過地面參數優化，泵徑、泵掛深度優化，注采井組動態調配等治理措施，精細調整油井最佳沉沒度，進一步提高有桿泵工況管理水平。

1 沉沒度對泵效的影響

考慮含氣液體的體積收縮、漏失、油井工作制度及油層性質等方面的影響，對油井的泵效進行了理論計算。結果表明，實際泵效明顯低于理論值，其主要原因是沉沒度、工作參數及漏失的影響。

1.1沉沒度過低的影響沉沒度過小，會降低泵的充滿系數，深井泵工作狀況表現為：上沖程液體未能將工作筒充滿，下沖程開始，懸點載荷不能立即減小，只有活塞下碰到液面時開始減載，減載線和理論示功圖的減載線基本平行。當S，n大，活塞下下行速度快，碰到液面時會發生振動，產生較大的沖擊載荷，使減載線變陡。

1.2沉沒度過高的影響沉沒度越高，油井的流壓越大，當超過了合理界限后，相對一些薄差油層由于滲透率低或者地層壓力低，壓制該層不出液，使該井的產液層層間矛盾突出。而且，當沉沒度超過合理的沉沒度后，油井的產量不再增加，系統效率下降。

2合理沉沒度的確定

為確定抽油機井合理沉沒度范圍，以52口井統計數據為例，根據統計數據分析，發現在相同的沉沒度下，泵效隨含水的變化而變化，因此，根據油井產出液含水的不同進行分類，分別對含水大于80%的井和小于80%的井進行統計，在不考慮漏失的情況下，這些井表現出泵效與供液能力不相匹配的特征，優化油井沉沒度、改善油井生產工況亟待解決。

（1）影響泵效的因素

深井泵泵效（η）定義為油井實際產量與抽油泵的理論排量之比，用公式表示為：

通過對深井泵工作狀態和工作原理的理論分析，影響深井泵泵效的因素可以歸納為四個方面：一是抽油桿和油管在抽油機上下沖程過程中，油管和抽油桿受交變載荷產生彈性伸縮，導致泵效下降；二是受氣體或供液不足影響，充滿系數降低導致泵效下降；三是由于深井泵漏失，泵充滿系數下降，導致泵效下降；四是盡管泵充滿系數雖然很高，由于油管漏失，導致地面產量下降，使泵效降低。以上四個方面的影響都與深井泵沉沒度有一定關系，合理的沉沒度對以上原因產生的泵效下降有一定的改善作用。

（2）不同含水級別油井沉沒度與泵效關系

按照不同含水級別將抽油機井沉沒度和泵效的關系開展數學統計，并進行了回歸擬和分析，以便尋找一定的規律。圖1是抽油機井不同含水級別下泵效與沉沒度之間的關系曲線及其擬合公式。

圖1不同含水級別沉沒度與泵效關系趨勢曲線

從圖1可以看出，油井沉沒度與泵效存在以下普遍規律：（1）沉沒度相同的情況下，隨著油井含水的上升泵效逐漸增加；（2）對于任何含水級別的油井，隨著沉沒度的增加泵效提高幅度逐漸減??；（3）最小沉沒度應為100m，對于含水≥80%的油井，合理沉沒度應在200～350m之間；含水<80%的油井，合理沉沒度應在300～450m之間。

3 現場實施情況

例1：**井，含水88.8%，工作制度￠70×3×4，動液面256米，泵深810米，沉沒度554米。2017年2月對該井實施上提泵掛至600米，沉沒度減小至345米。實施后該井液量基本保持不變。該井泵效隨沉沒度的增大而提高，當沉沒度增加到345米時，泵效達到最大，沉沒度繼續增大時，泵效保持不變。因此，需要根據分析確定的合理沉沒度范圍，按照“長沖程、慢沖次，先地面、后地下”的原則逐口井精細開展沉沒度優化治理。

4 結 論

理論上計算合理的沉沒度和下泵深度的過程非常繁瑣、復雜，而且有些參數無法計算或者計算誤差較大。按照統計分析確定的油井合理沉沒度對單井實施沉沒度優化是切實可行的。通過開展精細沉沒度優化工作取得的良好效果得出以下結論與認識：

（1）為提高泵效，應加強抽油機井日常生產管理，對于因供液不足造成沉沒度低的井應優選油井間開、地面參數調整等沉沒度優化方式，盡量不采取加深泵掛的措施。

（2）優化合理沉沒度最大的潛力點是通過完善注采動態井網，改善油水井供排關系，應將工作重點轉移到水井綜合治理方面。

（3）在確保產液、產油穩定的同時保持合理的沉沒度，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，減少生產成本投人。

（4）優化合理沉沒度是一項長期、動態的工作，應將這項工作全面貫徹到日常注采管理中去，提高全員對這項工作的重視程度。

參考文獻：

1 王鴻勛，張琪.采油工藝原理[M].北京：石油工業出版社.1989.

2 袁恩熙.工程流體力學[M].北京：石油工業出版社，1986.