姬塬油田堡子湾南区抽油泵效提升方法探讨

汪锋军

（中石油集团公司长庆油田分公司采油九厂五谷城采油作业区，陕西 延安 717600）

姬塬油田堡子湾南区抽油泵效提升方法探讨

汪锋军

（中石油集团公司长庆油田分公司采油九厂五谷城采油作业区，陕西 延安 717600）

姬塬油田堡子湾南区为典型的低压低渗油田，开采层位以长4+5、长6，为主，其中长4+5伴生气含量大，且岩石致密，油层渗透率较低，单井自然产能低，因此影响我区泵效的主要因素为气体影响和油井自然产能低。本文提出影响我区泵效的因素有气体影响、地层供液不足、冲程损失及漏失等，并制定了相应的治理措施，使我区泵效从2010年的23．7%，提升至2011年10月的29．8%，收到了较好的效果。

泵效；气体影响；冲程损失；漏失；供液不足

一﹑影响我区泵效原因分析

1气体影响：

目前我区都是在井底流压低于饱和压力下生产的，因此，在抽汲过程中，总是气液两相同时进泵，气体进泵必然减少泵内的液体量而降低泵效。通常采用充满系数β来表示气体的影响程度，β越高泵效越高。β=Vo/Vp Vo——上冲程活塞让出的容积；Vp——下冲程吸入泵内的液体量。

用R表示泵内气液比，K表示余隙比，则可推出：β=（1-KR）/（1+R）。由此公式可看出K值越小β越大，因此要增大泵效，尽量减小防冲距以减小余隙。其次R越小β就越大要降低气油比，可增加泵的沉没度，使原油中的自由气更多的溶于油中。另外使用井下气锚以减少气体进泵。

图1是我作业区各站沉没度与泵效的关系曲线，由图可以看出沉没度越高泵效越大。

2冲程损失

抽油机工作过程中的冲程效率由两部分组成，一是抽油杆及油管在液柱重量下产生弹性伸长减少柱塞行程．二是由于抽油杆的惯性力使柱塞行程增加．冲程效率由下式计算：

抽油杆和油管柱承受着交变负荷而致弹性伸长。使抽油泵柱塞行程减少，其量由下式计算：

抽油杆的惯性载荷对柱塞冲程的增加量由下式计算：

抽油杆在上死点和下死点的惯性负荷为：

根据以上公式可以计算出冲程﹑泵径与泵效的关系曲线：

由图2可以看出冲程与泵径对泵效均有影响，冲程越大泵效越高，泵径越小泵效越高，因此现场生产时尽量选用小泵径﹑大冲程才能使泵效有效的提高。

3漏失影响

抽油泵漏失降低了油井产量从而使泵效降低，漏失量由下式计算：

泵的漏失包括柱塞与泵工作筒的间隙漏失﹑游动及固定阀漏失。由公式可以看出泵径越大，漏失量越大泵效越低，泵挂越大，柱塞两端承受的液柱压差越大，漏失越严重，泵效越低，其次泵筒与柱塞的间隙是影响泵漏失的主要原因。由于我区井况较复杂油井结垢﹑结蜡比较严重，部分老井腐蚀严重，从检泵情况看因砂﹑蜡﹑垢造成泵漏失的较多，由于腐蚀造成球座及凡尔出现坑点和凹槽的也时有发生，这些都会造成漏失影响泵效。

4供液不足影响

我区属典型的低压﹑低渗油田，油层供液不足单井产量低，因此泵效提升较困难。我区年初液量小于1方的井有98口，平均沉没度23米，平均泵效仅12.0%。由于供液跟不上，液体还未来的及充满泵筒，活塞就开始下行，出现充不满的现象，而降低泵效。

图1

图2

图3

二﹑提升泵效措施

1气锚﹑定压放气阀的应用，同时使防冲距调至最小，多措并举减小气体对泵效的影响

①气锚的使用效果

重力沉降螺旋气锚的使用，该气锚把普通气锚的直形中心管改变为带螺旋挡板的中心管，进入中心管的液流方向由原来的垂直向下改变为螺旋式下降，因此不但改变了液流方向，增大了气液速度差，而且变相的增加了中心管长度，延长了油气分离时间，使气液有足够的空间和时间很好的实现油气分离，提高分离效果。 我区针对气体影响较严重的38井次使用这种气锚，收到了很好的效果。

②定压放气阀使用效果

为了增大液体进泵压力，减少溶解气逸出，我区引进定压放气阀75套，分别按装在55个井组上。根据不同油井井况选定合理套压，当套管压力超过设定的套压时，气阀打开使套管气进入采油树泄压，当套管压力小于预设压力时，气阀关闭，通过此循环过程来为套管气定压，保证合理的生产压差，有效的防止原油中溶解气的逸出，提高了泵效。

③调小防冲程，减小余隙增大泵效

对测井资料及时分析，发现受气体影响的井及时调整放冲距至最小，以增大泵效。

2减载器﹑油管锚的试验最大程度减小冲程损失

①减载器的使用效果

我区目前下减载器的井一口，试验效果良好。使用后最大载荷从63.3KN↓46.9KN，最小载荷从48.6KN↓29.2KN，效果较好，明年对泵深超两千米井推广使用。

②使用油管锚将油管下端固定消除油管伸缩，从而减少冲程损失，提高泵效。

3开展防蜡﹑防垢﹑防腐工作减小抽油泵漏失量

①防蜡筒使用效果

2010年我区对结蜡严重井下入防蜡筒，使用后最大载荷↓4KN,最小载荷↓3KN,结蜡速度明显减缓，泵效提升6.65%。效果较好，明年将推广使用。

②防垢﹑防腐使用效果

我区部分井结垢﹑腐蚀较严重，造成球阀密封不严而漏失。为了治理这一现状，引进固体防垢块﹑防垢管，还通过油套环形空间投加阻垢剂。2010年我区共使用防垢管3井次，防垢块5井次，60口井投加阻垢剂，多措并举使油井漏失减少。另外为防止油管﹑泵筒及球座的过快腐蚀使用锌阳极油管保护器。

4强化注水保证地层压力

针对部分井液量不足1方，通过讨论决定对我区37口注水井配注上调82方/天，调后不到一个月其周围对应油井液量有所增加，效果较明显。

5根据油藏供液规律调整抽汲参数做到供排协调生产。

为了提高泵效，对液量低于2.5方的井集中治理，先后对216口井进行调小参数；对28口井进行间开，调参后泵效提高了19.3%。另外对35口井换小泵径生产，泵径由38↓28mm，泵效由11.7%↑21.0%。治理后全区泵效从17.1%↑31.0%，见图3。

三﹑体会与认识

1我区为低渗透区，油藏岩石致密流体渗流阻力较大，要提高泵效应加强注水政策，保证充足的地层能量。对储层岩石致密无法达到产能的油井采取酸化﹑压裂等措施。

2对液量较低的井制定合理的调参间开制度，做到油层与抽油泵协调工作，以提高泵效。

3对受气体影响严重的井，采用气锚及定压放气阀减少进泵气量提高抽油泵效，日常工作中发现受气体影响的井可采取调小防冲距﹑套管放空等方式生产。

4引进新工艺新技术，如载载器﹑油管锚等最大程度减少柱塞冲程损失，以提高抽油泵效。

5加强井筒五防治理工作，减少油井砂﹑蜡﹑垢卡泵﹑漏失几率，严格抽油泵维修和试压管理，提高井下作业和抽油泵维修质量减少泵的漏失量。

6通过各种措施使我区的泵效由2011年初的23.7%提升至2011年9月份的30.3%，收效较大，明年将继续加强各项措施，争取早日将我区泵效提升至41%。

[1]张琪．采油工程原理与设计[M]．中国石油大学出版社出版，2006．

[2]洪世铎．油藏物理基础[M]．北京石油工业出版社，1989．

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