油井冲次、泵效相关性分析与提效增产措施

刘蓬+杨振雷+李洪涛

摘要：近年来，采油厂提掖增产中调整参数已成为一种主要手段，为优化工程技术参数，提高泵效，分析认为漏失、气体影响占主要因素，冲次调整不大时，K值为常数1，冲次调整较大时，气体影响加剧，造成泵效下降，调整越大，泵效越低，可在分析基础上合理调整泵效，降低能耗和夺油上产。

关键词：参数；冲次；气体；泵效

1 冲次调整与泵效关系

影响油井泵效的主要地质因素有油层能量、油层结构及物性、产出液体物性等3个方面。（1）油层能量的影响及相应泵效提高措施。油层能量相对高，供液能力强，则油井泵效相应也高。反之，油层能量相对低，供液能力弱，则油井泵效相应就低。由于地层能量得不到补充而导致供液不足，泵效、生产效益低，有待加强注水开采工作。这也是提高这些区块油井泵效的根本措施。

（2）油层结构、物性的影响及相应泵效提高措施。油层结构、物性是影响泵效的重要地质因素之一。如果油层属于结构疏松、胶结不好的砂岩，则油井生产过程中容易出砂，砂粒磨损抽油泵的凡尔球、凡尔座、活塞、衬套等部件，导致泵漏，泵效降低。或者出砂导致固定凡尔、游动凡尔卡住失效，甚至造成砂埋生产管柱，大大降低泵效或泵

完全失效。要减轻这个因素的影响，提高油井泵效，鉴于经济、技术等条件限制，侧重于在定n，s，p、选泵、优化管柱、维护措施等方面做大量工作。据区块油井情况确定相应的n，s，p及合理的生产制度，大大提高了泵效。

（3）油井产出液体物性的影响及相应泵效提高措施。油井产出液体的物性对油井泵效也有重要的影响。如液体含砂多、含蜡高、易结蜡、含气量大、油稠、粘度大等等都会对泵效有很大的影响。归结起来主要有3个方面：一是气体的影响；二是漏失。包括凡尔的漏失和柱塞与泵筒之间的漏失；三是冲程损失。但对目前分析的冲次调整油井影响泵效来说，主要因素是气体影响造成。

2 冲次调整影响泵效分析

在油田开采中后期的油井或动液面低的油井，特别是高气液比的油井，气体是影响抽油泵泵效的主要因素之一。抽油泵在抽汲过程中，泵腔泵筒内下游动阀与固定阀之间的部分内存在游离气、溶解气。泵上冲程时，若泵腔内的压力低于气体溶于液体的饱和压力，溶于液体中的气体就会从液体中分离出来。当泵腔内的温度低于原油中某些组分的临界温度时，压力的降低还会引起这些液态组分部分地向气态转化，成为凝析气。这些气体占据泵腔的部分体积，会降低泵的充满度，从而降低了泵效。泵下冲程时，泵腔内气液两相流体被压缩，直到泵腔内压力大于游动阀上部的压力时，游动阀才打开，将泵腔内的原油排出。含气油井中的抽油泵阀球一般都会开启滞后，当在泵腔内的气体所占据的体积足够大时，不但下冲程时游动阀打不开，甚至上冲程时固定阀也有可能打不开，整个上、下冲程中只是腔内气体在膨胀和压缩，而没有液体举升，此时抽油泵出现“气锁”现象，无法正常工作。

2.1 泵腔内的压力

含气油井中的抽油泵，在上冲程时，固定阀和游动阀之间会有气体聚积，若没有相的变化即泵腔内的油在压力降低时无凝析气产生，则泵腔内的压力变化可根据气体的状态变化规律近似地表示为公式：

（1）

式中：Pux一柱塞在上冲的X位置时，压缩腔内的压力，MPa；X一柱塞相对于上冲开始时的位置，m；Pi一游动阀关闭瞬间，压缩腔内的压力，近似于泵的排出压力，MPa；Pa一泵的排出压力，MPa；Vg一在上冲开始，当游动阀关闭时，固定阀与游动阀之间聚积的气体体积，m；Vx一当柱塞在X位置时，柱塞上行让出的体积，m；Lg一在上冲开始，当游动阀关闭时，固定阀与游动阀之间被聚积的气体有效长度，m；y一泵腔内气体的比热比定压比热与定容比热之比值。等温膨胀或压缩时，气体的比热比y=1；绝热膨胀或压缩时，甲烷在大气压下，y=1.303。

2.2 含气油井的抽油泵泵效计算公式：

如果泵吸人处的气/液体积比即油气比是m，则抽油泵泵效为：

（2）

3 泵效分析

很明显，由式（2）可看出，要提高含气油井的抽油泵泵效，需要从以下几个方面做工作。

3.1 降低Pa/Po比值。常规泵的排出压力P由下泵深度决定，只有提高泵的吸人压力PoP，即增加泵的沉没度，才会提高泵效。但随着沉没度的不断增加，会加剧气的产生，即会加大玩，所以有一个最佳沉没度；另外，随着沉没度的不断增加，还会因冲程损失及漏失的可能性增加而降低泵效。

3.2 加大冲程S，提高抽油泵的压缩比。降低冲次n。随着冲次的降低，泵腔内的压力变化速度就会减慢，腔内从原油中分离出的溶解气就会减少，坑和玩都会减小。同时，每一冲程的排油时间就长，油气在进泵前就会有较长的分离时间，减少了进人泵腔的气体。

3.3 减小余隙容积。坐泵后，要使游动阀与固定阀在冲程的下死点位置时尽可能接近而又不发生碰撞，即坐泵后要提防冲距尽可能小，从而提高抽油泵的压缩比。已定期放掉套管气。这有利于油套环空间井液溶解气的分离，降低进人泵腔前井液的油气比，从而提高泵效。但因气体释放不均匀易造成地层出砂。其他因素不变，仅冲次调整可知，油井冲次上调后泵效降低。

4 结束语

（1）影响泵效的因素有气体的影响、漏失，以及冲程损失。（2）对油气比较高的油井来说，目前分析的冲次调整油井影响泵效来说，主要因素是气体影响造成。（3）当冲次调整较小时（小于0.88），气体影响不大，K值接近1；当冲次调整较大时（大于1.4），气体影响较大，K值呈现下降趋势。（4）油田调整参数油井井数较多，提掖增产成为一种增产手段，因此合理调整泵效，降低电耗和增产，成为不可或缺的方法。

参考文献：

[1]时本庆.浅析冲次对聚区抽油机井的影响[J].中国石油和化工标准与质量.2012（09）

[2]马庆.不同泵径合理冲次调整界限确定[J].黑龙江科技信息.2012（13）