应用电流结合示功图分析油井故障及解决对策

吴超+++周淑霞+++朱丽影+++杨振雷

摘要：油田开发的最小单元就是采油井， 每口采油井的生产是否正常， 關系到油田开发与生产的效果，如果采油井一旦出现了故障，生产就要受到影响，其产量就会降低，某些动态参数就会发生一定的变化，只要在监测过程中及早地发现动态参数的变化，并加以分析、判断，再根据具体故障采取具体措施才能使油井恢复正常生产。在动态参数中，抽油机上、下行电流及示功图是反应油井工况异常最明显、最快捷的动态参数。通过分析示功图，可以知道抽油机负荷的变化、泵的工作状况，各项参数配合是否合理，是否受到砂、蜡、气、水的影响， 油层供液能力是否充足，抽油杆工作是否正常等，由示功图及时诊断抽油井工作状况，从而及时调整工作制度。

关键词：采油井；上、下行电流；示功图；油井工况

抽油井在正常生产过程中，上、下行电流是平稳的，示功图形状变化也不大，当这两个动态参数发生异常时，很可能出现油井工况问题，此时，应采取相应措施进行处理，使油井生产恢复正常。文章分析了抽油机上、下行电流与示功图变化特点，并结合实例，分析了皮带断、抽油杆断脱、井卡等情况下上、下行电流与示功图的具体变化，指出实际操作中应两者结合判断，综合考虑，才能准确诊断油井工况。

1 抽油机上、下行电流与示功图变化特点

在生产过程中，通过油井动态参数的实时监测，总结、归纳出抽油机上、下行电流、示功图的变化规律（表 1）， 经验证，利用这些动态参数判断油井工况有良好效果。

表 1 抽油机上、下行电流、示功图变化规律表

2 应用实例与效果

利用抽油机上下行电流、 示功图变化规律， 对地面故障、 井下故障等油井工况进行判断，及时采取措施恢复油井生产。

2.1 皮带断

2016年5月18日发现某井上、下行电流明显下降（图1）， 从曲线上看出，该井5 月 18 日23：39 电流突然下降，与此同时温度也随之下降（图2）， 综合分析该异常为皮带断或油井偷停，经采油站巡井人员现场验证异常为皮带断。原因分析： 当抽油机皮带断后， 电机处于空转状态，抽油泵停止工作， 做功减少， 所以电流下降，由于没有液体抽出，温度也随之下降，油井偷停与皮带断特征相近，这些只是地面故障，不会影响示功图的变化

2.2 抽油杆断脱

2016年7月19日00：05 发现某井上、下行电流、示功图有明显改变，从曲线看出行电流突然下降，下行电流突然上升（图 3），又查看示功图（图 4），发现示功图载荷明显减小， 图形变窄，说明抽油井的井下负荷突然减小， 从参数和图形分析该异常为断脱， 经过与巡井工人联系现场查看证实为抽油杆断脱。

原因分析：采油井正常生产时悬点的最大载荷主要由两个方面构成。 一个是抽油杆自身重量，另一个是液体重量，当抽油杆断脱后，悬点的载荷只有断点以上剩余杆的自重，当然要比原来小，只是由于抽油杆与井筒中液体摩擦力的作用， 才使上下载荷线不重合， 摩擦力大上下载荷线之间的差就相对大一些，反之就小一些。 当抽油杆上行程时， 由于井下一端负荷小，靠平衡块就能将驴头拉起，电机做功小，因此电流下降，下行时，由于井下负荷小，平衡块要靠电机做功才能将它举升上去， 电机做功大， 所以电流上升。断脱的部位越靠上，抽油杆上部越轻，上行电流下降越多。

2.3 井卡

2016年4月7日 5：32 发现某井上、下行电流同时突然升高（图 5）， 又查看示功图（图 6），发现 5∶34示功图明显改变， 从参数和图形分析该异常为井卡，经与巡井人员取得联系现场查看核实为井卡。

原因分析：井卡后柱塞在泵筒无法移动只有抽油杆的伸缩变形，上冲程中悬点载荷先是缓慢增加，将被压缩而弯曲的抽油杆柱拉直， 到达卡死点位置后，抽油杆柱因受拉而伸长，悬点载荷大幅度增加，下冲程中先是恢复弹性变形，到卡死点（图 6A 点）后抽油杆柱被压缩而发生弯曲，所以在卡死点的前后段示功图会有两个斜率段， 由于柱塞被卡， 导致抽油泵不能抽出液体。

3 结论与建议

（1）当抽油井的电流、示功图发生改变时， 井下工况很可能发生了异常， 单独应用上、 下行电流或示功图判断油井工况还具有局限性，两者应结合判断，有时同一现象可以由不同原因造成，应综合参考其他参数变化进行判断， 才能使工况诊断更准确。（2）在电流互感器发生损坏时，电流变化可造成假异常现象，因此，要及时维护各个采集部件。（3）通过远程监测技术实时监测油井电流、载荷、示功图等参数变化，可及时判断油井生产情况，排除故障，实现降本增效。

参考文献：

[1] 石克禄.采油井、 注水井生产问题百例分析[M].北京：石油工业出版社，2005.