泡沫段對某開發(fā)區(qū)抽油機井系統(tǒng)效率計算結(jié)果的影響

胥晉（大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠）

1 系統(tǒng)效率影響因素

機械采油井系統(tǒng)效率主要受產(chǎn)液量、舉升高度和電動機有功功率三個參數(shù)影響。這三個參數(shù)均是由測試或計量取得的。其中可以較為準(zhǔn)確錄取的是某一時間段內(nèi)的油井產(chǎn)液量和電動機有功功率，舉升高度則是根據(jù)測試得到的液面資料數(shù)據(jù)，結(jié)合測試時的油壓、套壓、油井含水率、井下油管記錄等資料計算得到的。油壓、套壓在錄取資料均保留兩位小數(shù)，可以保證計算精度；含水率是采用蒸餾法取得的，在油樣重量滿足的條件下，其分析結(jié)果是很準(zhǔn)確的[1]。唯一可以產(chǎn)生較大誤差的是測試得到的動液面深度，它是通過對測試資料繪解計算得到的。由于繪解計算過程是嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)取得的，因而，可以忽略繪解計算中產(chǎn)生的誤差[2]。

測試得到的動液面主要受到泡沫段的影響。泡沫段產(chǎn)生的原因有兩個方面：一是油套環(huán)形空間內(nèi)存在數(shù)量較大的天然氣，在上升過程中，由于壓力下降形成低密度泡沫段；二是抽油泵在抽汲過程中的呼吸作用，加劇了泡沫段的形成。為研究泡沫段對系統(tǒng)效率計算過程中產(chǎn)生的影響，使用消泡劑消除泡沫段，試驗前后進(jìn)行相關(guān)測試，對比動液面深度變化，分析泡沫段對抽油機井系統(tǒng)效率計算結(jié)果的影響[3]。

2 消泡試驗動液面深度的變化

2.1 試驗井的選擇

為了使試驗結(jié)果具有普通性，重點在某開發(fā)區(qū)選擇原始?xì)庥捅?0～80 的抽油機井（該開發(fā)區(qū)平均原始油氣比50～80），產(chǎn)液量劃分為：小于20 t/d、20～40 t/d、40～60 t/d、60～80 t/d、80～100 t/d、大于100 t/d 共計6 個級別，含水率為小于85%、85%～90%、90%～93%、93%～96%、大于96%等5 個級別進(jìn)行組合選井，預(yù)計試驗180 口井。由于含水率低于85%井?dāng)?shù)很少，因而試驗過程中盡可能多選。

2.2 試驗方法

加入消泡劑之前進(jìn)行一次測試，錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)；每口井使用消泡劑5 kg，用摻水將消泡劑溶解后，將消泡劑溶液沖入油套環(huán)形空間，摻水用量控制在1 m3以內(nèi)，為保證將摻入的水全部抽汲出地面并保證消泡效果，統(tǒng)一要求加入消泡劑3天后進(jìn)行動液面二次測試，同時錄取生產(chǎn)數(shù)據(jù)。

2.3 試驗結(jié)果

實際現(xiàn)場試驗共計221 口井，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，為分析泡沫段高度的分布規(guī)律，以泡沫段高度為縱坐標(biāo)，分別以產(chǎn)液、含水、試驗前沉沒度為橫坐標(biāo)，制作了抽油機井的散點圖，利用EXCEL辦公軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性的回歸，抽油機井泡沫段高度與產(chǎn)液、含水沉沒度關(guān)系圖見圖1～圖3。

圖1 抽油機井泡沫段高度與產(chǎn)液關(guān)系圖

圖2 抽油機井泡沫段高度與含水關(guān)系圖

圖3 抽油機井泡沫段高度與沉沒度關(guān)系圖

根據(jù)上述分析散點圖數(shù)學(xué)規(guī)律回歸結(jié)果，試驗取得下述結(jié)果：一是隨產(chǎn)液量上升抽油機泡沫段上升；二是隨含水率上升，泡沫段高度下降；三是隨沉沒度上升而上升，泡沫段高度上升。分析認(rèn)為，上述數(shù)學(xué)規(guī)律是符合抽油機井泡沫段產(chǎn)生變化規(guī)律的[4]。由于上述數(shù)據(jù)擬合得出的公式，離散程度過高（R2值均小于0.1），因而，采用回歸方程確定的公式計算得到的結(jié)果產(chǎn)生的誤差較大，無法將計算結(jié)果應(yīng)用于系統(tǒng)效率影響程度的計算。

3 泡沫段對系統(tǒng)效率計算結(jié)果的影響

3.1 試驗井系統(tǒng)效率對比計算結(jié)果

對221 口試驗井試驗前后均進(jìn)行了產(chǎn)液、含水、動液面、能耗的對比測試（計量），利用測試和計量數(shù)據(jù)，對221 口的平均系統(tǒng)效率進(jìn)行了計算[5]，計算結(jié)果見表1。

表1結(jié)果表明，產(chǎn)液量基本穩(wěn)定、扣除泡沫段影響，平均舉升高度上升34.34 m，平均有功功率基本穩(wěn)定。計算結(jié)果表明，221 口井平均系統(tǒng)效率上升了1.84 個百分點，上升幅度為5.99%；噸液百米耗電由0.789 kWh 下降到0.753 kWh，下降0.036 kWh，下降4.56 個百分點。也就是說，由于抽油機井泡沫段的存在，使抽油機的系統(tǒng)效率計算結(jié)果偏低，噸液百米耗電結(jié)果偏大[6-7]。消除泡沫段后影響后，使系統(tǒng)效率、噸液百米耗電指標(biāo)更為真實。

以系統(tǒng)效率影響值為縱坐標(biāo)，泡沫段高度為縱坐標(biāo)制作散點圖，并進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸，見圖4。

圖4 系統(tǒng)效率影響值與泡沫段高度關(guān)系圖

表1 221口井液面試驗前后系統(tǒng)效率計算結(jié)果

表2 某開發(fā)區(qū)抽油機井系統(tǒng)調(diào)整計算結(jié)果

從圖4 的回歸曲線可以看出，泡沫段高度越大，系統(tǒng)效率影響值越大。其回歸結(jié)果同樣符合舉升高度對系統(tǒng)效率影響變化規(guī)律。

3.2 對某開發(fā)區(qū)抽油機井系統(tǒng)效率調(diào)整

按照平均動液面下降34.34 m，對某開發(fā)區(qū)5 185 口同期抽油機井系統(tǒng)效率進(jìn)行調(diào)整計算，計算結(jié)果見表2。

調(diào)整計算結(jié)果表明，在產(chǎn)液量、有功功率不變的前提下，平均系統(tǒng)效率上升了1.58個百分點，上升幅度為4.91%；噸液百米耗電由0.848 kWh 下降到0.806 kWh，下降0.042 kWh，下降4.98個百分點。

4 結(jié)論

1）通過在抽油機井油套環(huán)空內(nèi)加入消泡劑，可消除天然氣溢出和抽油泵呼吸作用形成的泡沫段，現(xiàn)場221口消泡試驗表明，平均泡沫段高度為34.34 m，泡沫段高度主要受產(chǎn)液量、含水率和試驗前沉沒度影響。

2）泡沫段消除后，可增加抽油泵的實際舉升高度，實際水力功率上升。221 口消泡試驗井試驗前后的系統(tǒng)效率平均系統(tǒng)效率上升了1.84 個百分點，上升幅度為5.99%；而且泡段高度越大，系統(tǒng)效率影響越大，噸液百米耗電下降4.56個百分點。

3）利用試驗結(jié)果，對某開發(fā)區(qū)系統(tǒng)效率調(diào)整計算，平均系統(tǒng)效率上升了1.58個百分點，上升幅度為4.91%；噸液百米耗電下降4.98個百分點。