分析抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用

陳有

【摘要】根據(jù)多年來對大慶油田部分生產(chǎn)井的實(shí)際考察和現(xiàn)場測試，對搜集和測試的數(shù)萬個數(shù)據(jù)資料進(jìn)行研究，并采用抽油機(jī)井泵效理論對抽油系的總效率以及井下各功率損失進(jìn)行計算和分析，參照計算結(jié)果，對相關(guān)生產(chǎn)井進(jìn)行了一定的改造，以此檢驗抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】抽油機(jī)井泵 理論計算 實(shí)際應(yīng)用

目前，抽油機(jī)井泵效理論計算在很多油田和石化工程中得到了較廣泛的應(yīng)用，人們對于抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用問題也越來越重視。本文就抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用問題主要介紹了以下幾個方面的內(nèi)容。

1 抽油機(jī)井泵效理論計算原理說明及實(shí)際應(yīng)用說明

關(guān)于抽油機(jī)井泵效的計算，通常是基于多相流體力學(xué)的原理下，對流體在抽油機(jī)井中的流動規(guī)律進(jìn)行研究，以及對水混合物、氣、油等流過抽油泵時進(jìn)行能量上的分析，并依據(jù)機(jī)械守恒定律將抽油泵的揚(yáng)程與效率計算出來，以此對抽油機(jī)井的能量損失進(jìn)行定量分析，通過這種方法能夠為抽油機(jī)井系統(tǒng)效率的提高提供理論上的依據(jù)。本文就抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用問題，在現(xiàn)場同步測試的基礎(chǔ)上，對30余井次進(jìn)行了計算，并參照實(shí)際計算與分析結(jié)果，選取12口井進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)改造，并將改造前后的計算結(jié)果進(jìn)行了對比和分析。

2 三種常見問題典型井的介紹與分析

下面，筆者主要選取12口措施井其中的3口為例對抽油機(jī)井泵效理論計算的實(shí)際應(yīng)用問題進(jìn)行探討和分析。

2.1 油管漏失井

選取一典型的油管漏失井，南8一丁4一320井，該井選用的生產(chǎn)泵是56毫米，泵掛的深度是1012.4米，沖程是3.0米，沖次為每分鐘8次。通過利用抽油機(jī)井泵效理論計算的方法，可以得到南8一丁4一320井的實(shí)際揚(yáng)程只有294米，泵效也只有68.8%，抽油桿在傳遞能量時損失的功率占到了光桿功率的80.5%，因機(jī)械磨擦損失的功率占到了輸入功率的24.7%，整個井的井下效率十分低下，只有13.4%。在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的檢泵措施，經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)泵以上有兩根油管絲扣腐蝕比較嚴(yán)重，這說明計算結(jié)果和分析結(jié)論與實(shí)際情況是相符的。在該井穩(wěn)定生產(chǎn)一段時間后，再次進(jìn)行同步測試，并進(jìn)行計算各分析。計算結(jié)果得出，檢泵后泵的揚(yáng)程明顯提高了3ll米，泵效也相應(yīng)提高了20.1%，抽油桿在功率上的損失大大降低，改造后井下效率提高了34.2%。

2.2 泵排液能力與地層供液能力不匹配井

以南3一丁5一14井為例，該井選用的生產(chǎn)泵為44毫米的泵，其沖程是3.0米，沖次是12次每分鐘，通過進(jìn)行同步測試可知，泵效特別的低，因機(jī)械磨擦損失的功率占到了輸入功率的58.0%，整個井的井下效率也只有21%，抽油桿在傳遞能量時損失的功率占到了光桿功率的93.8%，損失比較厲害。經(jīng)判斷分析知，該泵泵內(nèi)的機(jī)械磨擦比較嚴(yán)重，使得油管與抽油桿在上沖和下沖時嚴(yán)重變形，導(dǎo)致桿與管間的磨損較大，示功圖顯示有漏失。該井在正常作業(yè)時雖然已經(jīng)使用了高沖次和大沖程，但整個泵的沉沒度還在700米以上，這表示44毫米的泵過小，應(yīng)該采用56毫米的泵。用56毫米的泵代替44毫米的泵不僅可以泵的排液能力和地層的供液能力相匹配，還能夠有效減小泵的磨損。改造之前南3一丁5一14井的揚(yáng)程比較低，僅僅為50米，泵效也只有33.9%，實(shí)行改進(jìn)措施以后，揚(yáng)程明顯提高了552米，泵效也提高了48.5%，而且泵內(nèi)的磨擦損失也降低了50.4%，整個井的井下效率提高了31.7%。選用56毫米的泵生產(chǎn)后，泵內(nèi)磨阻以及桿管間的磨擦損失大大降低，抽油桿下行的阻力明顯減小。同時，泵徑加大后，泵的排液能力的有所提高，這使泵的排液能力與地層的供液能力保持一致，有效解決了泵排液能力低于地層供液能力的矛盾。

2.3 氣體影響井

通過運(yùn)用抽油機(jī)井泵效理論進(jìn)行計算發(fā)現(xiàn)，南4一丁3一137井有著嚴(yán)重的氣體影響，氣體影響的系數(shù)達(dá)到了48.8%。經(jīng)分析，決定選用防氣泵以有效消除氣體影響。下防氣泵前，所使用的是直徑為4毫米的常規(guī)泵，該泵的沖程是3米，沖次是9次沒分鐘，其日產(chǎn)油為6噸，日產(chǎn)液為27噸。實(shí)行改進(jìn)措施后，將常規(guī)泵起出，用防氣泵取而代之，三天后投入生產(chǎn)。用防氣泵代替常規(guī)泵后，抽油機(jī)井在生產(chǎn)參數(shù)上與原常規(guī)泵保持一致，但是其日產(chǎn)油量達(dá)到了10噸，日產(chǎn)液量為29達(dá)到了29噸。在生產(chǎn)參數(shù)相同的條件下，下防氣泵后，其產(chǎn)液量有所提升，泵效和井下效率也得以提高，氣體的影響系數(shù)增高了約32.7%，這說明氣體的影響程度有了明顯的降低。

3 結(jié)論概述

（1）通過對實(shí)際現(xiàn)場的應(yīng)用分析，可以得出抽油機(jī)井的泵效值通常在70%～90%之間，泵效低于70%的井，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況采取適當(dāng)?shù)拇胧源_保泵效在正常范圍之內(nèi)。

（2）通過對300余井次的泵效及功率損失計算分析可知：抽油桿在進(jìn)行能量傳遞時會消耗掉一部分能量，這部分損失的能量占到了光桿總功率的42.1%，有時甚至能達(dá)到90%以上，這大大降低了抽油機(jī)井井下的效率。因此，要想有效提高井下效率，就必須對其原因進(jìn)行研究和分析，從降低這部分能量消耗入手。

（3）通過對比12口井實(shí)施改造前后的泵效及各能量損失，可以看到在抽油機(jī)井上采用節(jié)能器件及其他增產(chǎn)降耗措施對于提高泵效效果還是比較明顯的。

（4）通過對比部分機(jī)井實(shí)施改造措施前后以及對現(xiàn)場的實(shí)際驗證可以得到：抽油機(jī)井泵效計算的理論研究結(jié)果是正確的；依據(jù)該理論所進(jìn)行的井下能耗的計算是符合實(shí)際的；根據(jù)理論分析和計算結(jié)果所提出的對抽油機(jī)井的改造措施是有效的。該理論為分析和提高抽油機(jī)井系統(tǒng)效率和采取節(jié)能降耗措施提供了可靠的理論依據(jù)，對提高抽油機(jī)井的經(jīng)濟(jì)效益起到了直接或間接的作用。

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