井口憋压法在油井工况诊断中的应用

白阳

摘 要：记录井口憋压过程中压力随时间的变化过程，绘制出井口憋压曲线，与理想状态下的理论憋压曲线对比分析，可以定性诊断深井泵和管柱的各种故障，判断油井工况。多年的现场应用结果表明，该方法操作简便易行，结果比较可靠，是采油现场的常用方法。

关键词：憋压;压力;深井泵;抽油井

一、引言

油田开发进入高含水期后由于腐蚀、偏磨等原因，深井泵工作环境变差，导致出现各种故障，严重影响油井的正常生产。因此必须关注深井泵的运行，在出现故障后及时判断故障原因，制定合理措施，及时回复生产。在油井生产管理中，通过井口憋压来分析和判断深井泵工况具有易操作、简单快捷的特点，是一种常用的诊断方法。

二、理论依据

1.深井泵工作原理

油田所用有杆深井泵是一种往复泵，地面抽油机悬点的上下往复运动，通过抽油杆传递至深井泵。抽油杆上行时，活塞随之上行，活塞上的游动阀受上方液柱压力作用而关闭。此时泵筒内压力降低，固定阀在油套环空的液柱压力与泵筒内压力差的作用下被打开。此时井口排出液体、泵内吸入液体（图1（a））。

抽油杆下行时，活塞随之向下运动，固定阀受重力作用关闭。泵筒内压力上升，当泵内压力大于活塞上部液柱压力时，游动阀被顶开。泵筒内的液体，在压力作用下，通过游动阀进入活塞上部，井口同时排出液体（图1（b））。

2.理论憋压曲线

理论憋压曲线，就是假设在地层供液能力充足但没有喷势，产液中不含气体，因此产液是纯液流压缩系数很小，可以忽略不计。油管和深井泵没有漏失，井口没有渗漏。根据抽油泵工作原理，在关闭井口阀门后，通过抽吸可使井口油压从0MPa上升到一定数值，压力值在停抽后保持不变（图2）。

三、井口憋压法诊断深井泵工况

1.憋压过程操作

井口憋压操作较为简单，憋压前先关闭井口回压阀门，安装压力表，然后启动抽油机，随着抽油机运转井口压力上升。记录压力和对应的时间点，绘制成曲线，和理论曲线进行对比，可以判断深井泵的工作状况。

2.憋压数据分析

根据记录好的憋压数据，绘制出实际憋压曲线后，与理论憋压曲线进行对比，分析判断深井泵的工作状况。

2.1 深井泵正常的憋压数据

当油井生产正常时，抽油杆上行和下行均排液，此时憋压在没有气体影响的情况下，压力值是持续上升的，因为液体压缩性小，压力上升速度会越来越快，停抽后压力值保持不变，说明井内的管柱和工具工作正常（图3）。

2.2游动凡尔漏失

游动凡尔漏失导致产液量下降的表征和固定凡尔一致，但憋压数据差异明显。游动凡尔关闭不严而固定凡尔工作正常，稳压数据可保持不变（图5）。憋压过程中由于游动凡尔存在漏失，固定凡尔工作正常，在上行时，活塞上行压缩其上方液柱，井口憋压数据逐渐上升，游动凡尔的漏失量随井口压力上升而增大。此时憋压数据表现为压力上升变缓。此时固定凡尔工作正常，油管内的液体无法回流，井口压力不变。

2.3供液不足或固定凡尔漏失（有产量）

地层供液能力不足导致产液量下降，泵筒充满程度低，此時井口憋压抽油杆上行压力上升，下行开始初期，压力下降，活塞接触泵筒内液面后，压力开始上升。憋压曲线呈现出波浪式上升且停抽后可稳压（图4）。当出现这种情况时，可以通过增加对应注水井的注水量，下小泵深抽或降低油井冲次改善工况。

固定凡尔漏失时泵效降低，产量降低，憋压时上行压力上升，下行压力下降，由于游动凡尔正常工作，压力仍然可以上升且能稳压。

供液不足与固定凡尔漏失的憋压曲线形态相似，区别在于固定凡尔漏失时，下行过程压力不会上升。可通过测试示功图区分这两种工况。

2.4双凡尔漏失

油井发生双凡尔漏失且井口还有一定产量的情况较为少见。在这种情况下进行憋压操作，上行压力上升，下行压力下降，井口压力总体趋势仍然可以保持上升，但是当压力上升到漏失量与吸入量相等后就不再上升，该值取决于漏失量的大小。停抽后压力持续下降，压力下降速度随压力值降低而减缓（图6）。出现这种情况的原因与漏失程度有关，上行过程中，游动凡尔关闭，漏失量小于排出量，活塞压缩其上方液柱，使压力上升;下行时，固定凡尔漏失，压力下降。停抽后，由于游动凡尔和固定凡尔均漏失严重，因此，井口压力持续下降，直至压力降至与回压一致。

2.5气锁或固定凡尔漏失严重（无产量）

深井泵发生气锁或固定凡尔漏失严重，井口无产液时，启动抽油机进行憋压，上行时活塞压缩上方残留液柱，压力上升，下行时压力下降到初始的油压（管线回压）值，油井由于无产液，井口压力不会持续上升，说明此时发生气锁或固定凡尔漏失严重（图7）。区分到底属于何种工况，可结合示功图判断。

2.6油管漏失

井内油管由于腐蚀或偏磨产生漏失，此时若井口仍有一定产量，也可通过憋压法结合示功图判断。深井泵游动凡尔和固定凡尔工作正常，憋压初期上下行过程中井口压力正常上升。随着压力升高，漏失量增大，压力上升趋势变缓，当漏失量和深井泵排液量相同时，压力不在上升。停抽后井口压力持续下降无法稳压（图8）。此种工况下，示功图形状正常，载荷大小与漏失点深度有关。随生产时间延长，此种工况油井产量逐渐下降直至躺井。

四、结论

1、有杆抽油机井井口憋压操作与示功图配合分析，可诊断出深井泵常见故障情况。

2、在油井生产管理中，利用憋压曲线诊断出工况问题后，对部分工况异常井可采取碰泵、洗井、水井调配、生产参数调整等措施，可恢复正常而不必检泵作业。

3、井口憋压法用于采油日常管理，是工况诊断的重要手段，现场操作工人应熟练掌握。

参考文献

[1]邹艳霞﹒采油工艺技术[M]﹒北京：石油工业出版社，2006：230～231。