油井沉沒(méi)度優(yōu)化調(diào)整對(duì)策探討

陳洪強(qiáng) 王文剛 王雪松

摘要：沉沒(méi)度過(guò)高，雖然泵的充滿(mǎn)系數(shù)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(méi)度過(guò)小，由于泵進(jìn)口氣體分離較多，泵的充滿(mǎn)系數(shù)較小，同樣會(huì)影響泵效，但是沉沒(méi)度在一定合理范圍內(nèi)時(shí)，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(yōu)化調(diào)整油井沉沒(méi)度對(duì)提高有桿泵泵效，改善油井工況顯得尤為重要。

關(guān)鍵詞：沉沒(méi)度;優(yōu)化調(diào)整;油井工況;關(guān)系分析

沉沒(méi)度是指深井泵在動(dòng)液面下的深度，也就是動(dòng)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(nèi)的能量，它的高低直接對(duì)深井泵的工作狀況產(chǎn)生影響。本文通過(guò)對(duì)影響油井沉沒(méi)度的各種因素及沉沒(méi)度與有桿泵工作狀況之間的關(guān)系的分析，確定機(jī)采油井合理沉沒(méi)度的范圍。結(jié)合油田生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)影響油井沉沒(méi)度進(jìn)行分因素治理，通過(guò)地面參數(shù)優(yōu)化，泵徑、泵掛深度優(yōu)化，注采井組動(dòng)態(tài)調(diào)配等治理措施，精細(xì)調(diào)整油井最佳沉沒(méi)度，進(jìn)一步提高有桿泵工況管理水平。

1 沉沒(méi)度對(duì)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(zhì)等方面的影響，對(duì)油井的泵效進(jìn)行了理論計(jì)算。結(jié)果表明，實(shí)際泵效明顯低于理論值，其主要原因是沉沒(méi)度、工作參數(shù)及漏失的影響。

1.1沉沒(méi)度過(guò)低的影響沉沒(méi)度過(guò)小，會(huì)降低泵的充滿(mǎn)系數(shù)，深井泵工作狀況表現(xiàn)為：上沖程液體未能將工作筒充滿(mǎn)，下沖程開(kāi)始，懸點(diǎn)載荷不能立即減小，只有活塞下碰到液面時(shí)開(kāi)始減載，減載線(xiàn)和理論示功圖的減載線(xiàn)基本平行。當(dāng)S，n大，活塞下下行速度快，碰到液面時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，產(chǎn)生較大的沖擊載荷，使減載線(xiàn)變陡。

1.2沉沒(méi)度過(guò)高的影響沉沒(méi)度越高，油井的流壓越大，當(dāng)超過(guò)了合理界限后，相對(duì)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(chǎn)液層層間矛盾突出。而且，當(dāng)沉沒(méi)度超過(guò)合理的沉沒(méi)度后，油井的產(chǎn)量不再增加，系統(tǒng)效率下降。

2合理沉沒(méi)度的確定

為確定抽油機(jī)井合理沉沒(méi)度范圍，以52口井統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在相同的沉沒(méi)度下，泵效隨含水的變化而變化，因此，根據(jù)油井產(chǎn)出液含水的不同進(jìn)行分類(lèi)，分別對(duì)含水大于80%的井和小于80%的井進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在不考慮漏失的情況下，這些井表現(xiàn)出泵效與供液能力不相匹配的特征，優(yōu)化油井沉沒(méi)度、改善油井生產(chǎn)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(shí)際產(chǎn)量與抽油泵的理論排量之比，用公式表示為：

通過(guò)對(duì)深井泵工作狀態(tài)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(gè)方面：一是抽油桿和油管在抽油機(jī)上下沖程過(guò)程中，油管和抽油桿受交變載荷產(chǎn)生彈性伸縮，導(dǎo)致泵效下降;二是受氣體或供液不足影響，充滿(mǎn)系數(shù)降低導(dǎo)致泵效下降;三是由于深井泵漏失，泵充滿(mǎn)系數(shù)下降，導(dǎo)致泵效下降;四是盡管泵充滿(mǎn)系數(shù)雖然很高，由于油管漏失，導(dǎo)致地面產(chǎn)量下降，使泵效降低。以上四個(gè)方面的影響都與深井泵沉沒(méi)度有一定關(guān)系，合理的沉沒(méi)度對(duì)以上原因產(chǎn)生的泵效下降有一定的改善作用。

（2）不同含水級(jí)別油井沉沒(méi)度與泵效關(guān)系

按照不同含水級(jí)別將抽油機(jī)井沉沒(méi)度和泵效的關(guān)系開(kāi)展數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)，并進(jìn)行了回歸擬和分析，以便尋找一定的規(guī)律。圖1是抽油機(jī)井不同含水級(jí)別下泵效與沉沒(méi)度之間的關(guān)系曲線(xiàn)及其擬合公式。

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

3 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況

例1：**井，含水88.8%，工作制度￠70×3×4，動(dòng)液面256米，泵深810米，沉沒(méi)度554米。2017年2月對(duì)該井實(shí)施上提泵掛至600米，沉沒(méi)度減小至345米。實(shí)施后該井液量基本保持不變。該井泵效隨沉沒(méi)度的增大而提高，當(dāng)沉沒(méi)度增加到345米時(shí)，泵效達(dá)到最大，沉沒(méi)度繼續(xù)增大時(shí)，泵效保持不變。因此，需要根據(jù)分析確定的合理沉沒(méi)度范圍，按照“長(zhǎng)沖程、慢沖次，先地面、后地下”的原則逐口井精細(xì)開(kāi)展沉沒(méi)度優(yōu)化治理。

4 結(jié) 論

理論上計(jì)算合理的沉沒(méi)度和下泵深度的過(guò)程非常繁瑣、復(fù)雜，而且有些參數(shù)無(wú)法計(jì)算或者計(jì)算誤差較大。按照統(tǒng)計(jì)分析確定的油井合理沉沒(méi)度對(duì)單井實(shí)施沉沒(méi)度優(yōu)化是切實(shí)可行的。通過(guò)開(kāi)展精細(xì)沉沒(méi)度優(yōu)化工作取得的良好效果得出以下結(jié)論與認(rèn)識(shí)：

（1）為提高泵效，應(yīng)加強(qiáng)抽油機(jī)井日常生產(chǎn)管理，對(duì)于因供液不足造成沉沒(méi)度低的井應(yīng)優(yōu)選油井間開(kāi)、地面參數(shù)調(diào)整等沉沒(méi)度優(yōu)化方式，盡量不采取加深泵掛的措施。

（2）優(yōu)化合理沉沒(méi)度最大的潛力點(diǎn)是通過(guò)完善注采動(dòng)態(tài)井網(wǎng)，改善油水井供排關(guān)系，應(yīng)將工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到水井綜合治理方面。

（3）在確保產(chǎn)液、產(chǎn)油穩(wěn)定的同時(shí)保持合理的沉沒(méi)度，可以提高單井的泵效，降低單井日耗電量，減少生產(chǎn)成本投人。

（4）優(yōu)化合理沉沒(méi)度是一項(xiàng)長(zhǎng)期、動(dòng)態(tài)的工作，應(yīng)將這項(xiàng)工作全面貫徹到日常注采管理中去，提高全員對(duì)這項(xiàng)工作的重視程度。

參考文獻(xiàn)

[1]萬(wàn)仁溥.采油工程手冊(cè)（上冊(cè)）[M].北京：石油工業(yè)出版社，2000.139.

[2]施木喜等.油田影響沉沒(méi)度因素分析與對(duì)策. 河南石油與地質(zhì)，2017.06，S1.