示功圖校液面技術在陸梁油田的應用

劉從領 王帥星 白璐 方平

（1.江蘇油田石油工程技術研究院；2.新疆油田公司陸梁油田作業區；3.新疆油田公司采油二廠）

1 概述

油井動液面是反映地層供液能力的重要指標，是影響機采系統設計、計算系統效率的關鍵參數。目前油田測量動液面經常碰到因套管放氣閥出油而無法測試動液面的情況，而一些隔抽井[1]或油套環空存在死油環的油井無法測得準確的液面（例如會出現動液面測試值顯示液面距井口很近，而示功圖又顯示供液不足的矛盾），難以為掌握地層供液能力、設計油井下泵深度、計算系統效率提供依據，準確獲取油井動液面成為油田需要解決的一個重要問題。隔抽井示意圖1。

圖1 隔抽井示意圖

陸梁油田有隔抽井102口，另外，生產現場通常每月測試一次液面，陸梁油田約有6%的油井套壓大于3MPa，人工測試存在低頻問題及安全風險，而陸梁油田自動化系統中示功圖每日一張，因此，通過示功圖探究動液面很有意義。

2 示功圖校液面技術原理

2.1 理論模型

靜載荷是指在同向沖程中保持不變的力（抽油桿柱自重、液柱重量、油壓、套壓等）所產生的懸點載荷[2-3]。

上沖程中懸點靜載荷由三部分組成：抽油桿柱重力、作用于柱塞上部環形的載荷、作用于柱塞底部的載荷。上靜載計算公式如下：

式中：Wi為上沖程靜載荷，kN；Wr為抽油桿柱在空氣中的重力，kN；p0為泵排出壓力，kPa；Ap為柱塞截面積，cm2；Ar為抽油桿截面積，cm2；pi為泵吸入壓力，kPa；ρl為井液密度，t/m3；ρr為抽油桿密度，t/m3；g為重力加速，9.81m/s2；Lp為泵深，m；Lf為動液面，m；pt、pc為油壓、套壓，kPa。

下沖程中懸點靜載荷W′i由兩部分組成：抽油桿柱在液柱中的重力、井口回壓作用在抽油桿柱上的載荷。下靜載計算公式如下：

由式（2）與式（3）相減得出靜載差計算公式：

動液面計算公式如下：

由式（5）可知，靜載差與動液面線性正相關。獲取油井功圖后，標記出上下靜載線，一般取功圖上下死點處的兩條平行線，平行線的距離即靜載差，將靜載差代入式（6）得到動液面數值。

2.2 精度驗證

以5512井為例，現場實測動液面為782m，取測試當日示功圖校得動液面為835m，5512井示功圖動液面見圖2，誤差為6.90。以此類推，對比校正了11口井動液面的實測值與功圖校取值，示功圖校取動液面誤差統計見表1，由表1數據可得平均誤差為5.8%[4-5]。

表1 示功圖校取動液面誤差統計

圖2 5512井示功圖動液面

3 現場應用

3.1 隔抽井應用

6331是一口隔抽井，產液量13.8t/d，泵徑38mm、沖程5m、沖次4.9次/min（理論排量40t/d），改造前示功圖校得液面1700m，顯然該井生產參數偏大，處于供液不足狀態。再次檢泵時加深泵掛、降低沖次，產液量18.6t/d，改造后示功圖校得液面1470m，系統效率由24.88%提高至43.52%，噸液單耗節電率50.82%，6331井改造前、后示功圖見圖3。

圖3 6331井改造前、后示功圖

6370井，產液量42.7t/d，泵徑38mm、沖程5m、沖次5次/min（理論排量40t/d），改造前示功圖校得液面400m，顯然該井供液充足。再次檢泵時加大泵徑、上提泵掛、降低沖次，產液量41.3t/d，改造后示功圖校得液面306m，系統效率由19.79%提高至34.73%，噸液單耗節電率43.35%，6370井改造前、后示功圖見圖4。

圖4 6370井改造前、后示功圖

陸梁油田隔抽井實施效果統計見表2，產液量由21.2t/d上升至22.2t/d，泵徑增加，桿速下降，系統效率從22.37%提高至32.22%[6-8]。

3.2 結蠟井應用

陸梁油田油井結蠟現象突出，是導致檢泵的最主要原因，部分結蠟嚴重的井，因油套環空出現死油環，影響動液面測試的準確性。結蠟井示功圖的下靜載往往比下死點載荷值大，計算動液面前需進行靜載荷的確認計算，由式（3）可知桿、管、泵確定后，下靜載也隨之確定，不受液面、結蠟等影響。

9134井上靜載29.5kN，9134井示功圖見圖5，根據下死點載荷16.3kN計算的動液面數值為1070m，與實測液面199m差距大；而通過計算確認該井的下靜載為25.9kN，此時算的動液面數值為224m，與實測值吻合[9-10]。

4 結論

現場應用表明，通過示功圖校取油井動液面可以解決油井生產中的諸多問題。

1）對于測不出液面的隔抽井，由示功圖校取液面開展優化設計。

2）對于液面測試不準確的油井，可以通過示功圖校取液面掌握真實供液能力，從而為提液井確定更加合理的產量目標等。

3）通過示功圖校取油井動液面，可以更及時地掌握油井動態，規避人工測試的低頻問題及各種安全風險。

4）動液面是計算系統效率的重要參數，通過示功圖校核液面可以獲得更加準確的系統效率數值。