抽油井示功圖特征分析及其實(shí)際應(yīng)用

姚康治　楊少偉　王平瑞

摘 要 抽油井示功圖是指懸點(diǎn)載荷同懸點(diǎn)位移之間的關(guān)系曲線圖，它實(shí)際上直接反映的是光桿的工作情況。 本文著重介紹了抽油井示功圖的工作原理以及井下示功圖的分析。結(jié)合具體示功圖圖例來(lái)分析抽油井生產(chǎn)過(guò)程中遇到的各種故障，通過(guò)對(duì)比分析來(lái)排除井下故障從而保證油井正常生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞 抽油井 示功圖 特征分析 實(shí)際應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TE933 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

抽油井理論示功圖是比較規(guī)則的平行四邊形，而實(shí)測(cè)示功圖，由于多種因素的影響（如：砂、蠟、氣、粘度），圖形變化很復(fù)雜，各不相同。因此，要正確的分析抽油機(jī)油井的生產(chǎn)情況，就必須全面地掌握油井的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)資料以及設(shè)備的狀況，結(jié)合示功圖的變化情況找出油井的主要的問(wèn)題，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，提高油井產(chǎn)量和泵效。

1 實(shí)測(cè)示功圖影響因素分析

在實(shí)際生產(chǎn)井中，實(shí)測(cè)示功圖受到多種因素的影響，如受砂、蠟、水、氣和慣性載荷、振動(dòng)載荷、沖擊載荷、摩擦阻力等因素影響外還受到漏失、斷脫、油層能量、設(shè)備故障、儀器故障的影響，所以，功圖形狀千變?nèi)f化，實(shí)測(cè)示功圖要比理論示功圖復(fù)雜，要制定一套圖形模板來(lái)解釋示功圖是不現(xiàn)實(shí)的。一個(gè)示功圖是否正常，不能只看它是否為平行四邊形，而要考慮到各種復(fù)雜因素對(duì)示功圖產(chǎn)生的影響。而我們分析時(shí)，要抓主要因素進(jìn)行分析，以便找準(zhǔn)原因做好相應(yīng)的井筒管理工作。

1.1生產(chǎn)情況對(duì)示功圖影響

1.1.1沖程、沖次對(duì)示功圖的影響

功圖上體現(xiàn)出的是振動(dòng)波紋和功圖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，抽油機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)會(huì)影響旋轉(zhuǎn)的幅度。

1.1.2出砂對(duì)示功圖的影響

輕微出砂會(huì)影響抽油阻力，摩擦凡爾座、球及抽油設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生卡固定凡爾，卡活塞或活塞卡死。

1.1.3氣體對(duì)示功圖的影響

由于氣體很容易被壓縮，表現(xiàn)在示功圖上便是加載和卸載緩慢。氣體影響下示功圖的典型特征是呈現(xiàn)明顯的“圓弧”形。在下沖程末余隙內(nèi)還殘存一定數(shù)量的溶解氣，上沖程開(kāi)始后泵內(nèi)的壓力因氣體膨脹而不能很快降低，使固定凡爾打開(kāi)滯后、加載緩慢。下沖程由于氣體受壓縮，泵內(nèi)壓力不能迅速提高，游動(dòng)凡爾打開(kāi)滯后，因此使得卸載變得緩慢。

1.1.4漏失對(duì)示功圖的影響

漏失的影響與漏失程度、運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及抽汲速度有關(guān)。即：漏失越嚴(yán)重，對(duì)示功圖影響越大；漏失的影響只發(fā)生在要求其密閉的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中；抽汲速度越快，漏失的影響就越小。游動(dòng)凡爾漏失的影響只發(fā)生在上沖程，由于運(yùn)動(dòng)速度的影響，出現(xiàn)加載緩慢和提前卸載現(xiàn)象。固定凡爾漏失的影響只發(fā)生在下沖程，由于運(yùn)動(dòng)速度的變化，出現(xiàn)卸載緩慢和提前加載現(xiàn)象。

1.2圖形特征對(duì)示功圖影響

1.2.1示功圖的波動(dòng)及偏轉(zhuǎn)

在泵掛較小、沖次較慢的油井上測(cè)得的工作正常的示功圖共同點(diǎn)是和理論示功圖的差異不大，均為一近似的平行四邊形。但隨著泵掛的加深，沖次的加快，抽油桿柱受到了較大的慣性力的影響、力在抽油桿柱中傳遞滯后的影響以及設(shè)備振動(dòng)的影響使得圖形波動(dòng)和偏轉(zhuǎn)的愈加嚴(yán)重。將示功圖的增載起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、卸載起始點(diǎn)、終止點(diǎn)用四條直線相連后發(fā)現(xiàn)，增載線與卸載線基本平行，上行線、下行線雖為曲線，但相應(yīng)的兩條連線也是相互平行的，且有沖程損失，這就是正常示功圖的特征。

1.2.2肥胖形示功圖的形成

從現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，影響示功圖形狀變化的因素是多方面的，其中原油粘度是一個(gè)十分重要的因素。它造成上負(fù)荷線高于最大理論負(fù)荷線、下負(fù)荷線低于最小理論負(fù)荷線；粘度增大使得凡爾開(kāi)關(guān)比正常時(shí)滯后，凡爾不嚴(yán)密，有一定漏失，圖形四個(gè)角變圓滑。

1.2.3示功圖面積及影響因素

通常人們把示功圖面積的大小，作為抽油泵是否正常的主要依據(jù)，但是通過(guò)統(tǒng)計(jì)及理論分析，這一觀點(diǎn)是片面的。慣性載荷、振動(dòng)載荷都會(huì)使示功圖面積減小。示功圖坐標(biāo)系減程比、力比的變化，也會(huì)導(dǎo)致示功圖面積的變化。在減程比較大、力比較小時(shí)，示功圖會(huì)變短變寬；在減程比較小、力比較大時(shí)示功圖會(huì)變長(zhǎng)變窄。

2預(yù)防錯(cuò)誤判斷

影響示功圖因素甚多，所以示功圖的形狀變化亦多。為了能準(zhǔn)確地分析示功圖，正確地判斷出抽油井故障，必須本著去粗取精，去偽存真，由此及彼，由表及里的精神來(lái)分析、判斷，避免主觀性、片面性、表面性。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工作中，有幾種相似圖形，單純分析示功圖往往會(huì)造成錯(cuò)誤判斷：

（1）油井自噴與活塞未下入工作筒（活塞脫扣）的區(qū)別，參照油井產(chǎn)量、動(dòng)液面、抽油機(jī)平衡變化、井口觀察等有關(guān)資料綜合分析；

（2）油管漏失和游動(dòng)凡爾漏失的區(qū)別，主要看動(dòng)液面，并結(jié)合井口觀察，有時(shí)井口短路循環(huán)，動(dòng)液面較高，示功圖很規(guī)則，井口不出油，很可能油管漏失；

（3）嚴(yán)重的氣體影響和供液不足的區(qū)別，要注意應(yīng)用氣液比和動(dòng)液面深度資料綜合分析。

由于實(shí)測(cè)示功圖受各種因素的影響圖形變化千奇百怪，各不相同，為了便于分析實(shí)測(cè)示功圖，將圖形分割成四塊，進(jìn)行分析對(duì)比，找出問(wèn)題。

正常示功圖這四塊圖形是完整無(wú)缺的，而且上下負(fù)荷線與基線基本平行，增載線與卸載線平行，且斜率一致。有慣性影響的功圖與正常圖形基本一致，所不同的上、下負(fù)荷線與基線基本不平行，有一夾角，圖形按順時(shí)針偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，沖次越大夾角越大。

技術(shù)人員要通過(guò)解剖分析，找出泵工作不正常的原因，提出解決問(wèn)題的措施。

3結(jié)論與建議

（1）當(dāng)抽油井的電流、示功圖發(fā)生改變時(shí)， 井下工況很可能發(fā)生了異常， 單獨(dú)應(yīng)用上、 下行電流或示功圖判斷油井工況還具有局限性，兩者應(yīng)結(jié)合判斷，有時(shí)同一現(xiàn)象可以由不同原因造成，應(yīng)綜合參考其他參數(shù)變化進(jìn)行判斷， 才能使工況診斷更準(zhǔn)確。

（2）由于目前各油田使用的示功儀廠家較多，不同的儀器所測(cè)的示功圖形狀也不盡相同。 在電流互感器發(fā)生損壞時(shí)，電流變化可造成假異?，F(xiàn)象，因此，要及時(shí)維護(hù)各個(gè)采集部件。

（3）由于影響抽油泵正常工作的因素很多，加之受定向井、低產(chǎn)、低滲、高油氣比等原因的影響，使示功圖的瞬時(shí)性很強(qiáng)，所以在解釋示功圖時(shí)，要全面了解油井情況（井下設(shè)備、管理制度、目前產(chǎn)量、動(dòng)液面、沉沒(méi)度、油氣比及以往的生產(chǎn)情況等。），才能對(duì)泵的工作狀況和生產(chǎn)不正常的原因做出判斷。

（4）通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)油井電流、載荷、示功圖等參數(shù)變化，可及時(shí)判斷油井生產(chǎn)情況，排除故障，實(shí)現(xiàn)降本增效。

參考文獻(xiàn)

[1] 石克祿.采油井、 注水井生產(chǎn)問(wèn)題百例分析[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.