1、理论广角 China science and Technology Review 一种确定油井合理下泵深度的方法 杨飞 (胜利油田纯梁采油厂作业大队) 【摘要】本文分析了影响深井泵泵效的因素。不同含水级别、不同泵深的抽油井保持较高的泵效所需要的最小沉没度和合理沉没度是不同的。 通过 大量现场数据进行统计分析，研究了影响深井泵泵效的各种开发因素，得出含水率、泵挂深度和沉没度与泵效的内在关系。对油田抽油机 井生产管理和抽汲参数优化设计具有指导意义。 【关键词】泵效合理沉没度下泵深度 中图分类号：TE3555 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2012)14-260-01 油田随开发的逐
2、步深入，同一区块投产的生产井越来越多，得到 了大量的生产数据信息。而这些生产数据信息也往往是我们分析与了 解该生产区块各种情况的依据。通过分析井筒流体及能量损失分布情 况，建立了合理的泵挂深度的理论模型，结合矿场数据归纳与统计图 版的数据，从而确定了生产区块合理的泵深，通过在某采油厂的应用 取得了较好的效果。 一、理论模型的建立： 1、井筒流体分布情况 目前生产的油井，一般都是泵下到油层以上，并且有一定的沉没 度。一般规律是在稳定生产的状态下，从地层中流出的液体，在井筒 中上升过程中，由于井筒环空就相当一个分离器，分离了油、气、水， 所以泵上的液体全部是油(含气)，最上部存在一个气柱，并从泵到
3、油 层位置是含油、水、气的液体，其油水比与地层来液大致相等，下部 全部是地层水。通过以上分析，我们就知道，对于长期开发的具体的 一个区块其合理的沉没度相对于单井而言差别不大。 2、井筒中的能量损失情况 稳定生产的油井，储层处的圆柱体表面通过射孔孔眼相对于井筒 是敞开的，当井底压力低于储层压力时，油井开始生产，初期过后， 就形成了稳定的产量。产量主要受到井底压力控制，但是也受到各种 参数的影响。相对于井底压力而言，其它影响参数对于具体的单井或 区块而言，至少在一个相当长的时间内是固定不变的，控制产量的唯 一手段就是控制井底压力。而井底压力大小的直观反映就是动液面的 深度，也就意味着井底压力到此损
4、失为零，此时，使用泵来增压，使 液体采出到地面，那么，我们就知道，井底压力的直观表现就是单井 动液面。动液面控制的浅了造成产量的减少，动液面控制的深了，造 成了管、杆的浪费，泵效低，所以每个区块都存在一个合理的动液面。 通过上面的分析，其合理的泵深=合理的动液面+合理的沉没度。 二、确定区块合理的动液面与沉没度 1、确定区块合理的动液面 表示产量与井底流压的关系有两种基本方法，沃格尔的井底流压 与产量的关系(IPR)曲线和稳产生产指数(PI)关系式，我们利用稳 产生产指数(PI)关系式来分析： Q=PI (Pws-Pw0 (1) 式中： 实际产量， Pl生产指数，td*MPa Pws静态井底压
5、力，MPa 井底流压，MPa 对于某一区块，静态井底压力一般是定值，相对于单井而言，产 量主要受到井底压力控制，而井底压力的直观表现就是单井动液面， 所以建立单井产量单井动液面的矿场数据图版，就可以直观的确定 相应区块的合理的动液面。 2、确定合理的沉没度 沉没度是保证深井泵泵效的重要参数之一，在一定范围内，沉没 度高泵吸入口压力大，驴头载荷减小，减少泵漏失程度，因此有利于 泵效的提高；但是沉没度过大，虽然泵的充满系数较大，但是由于抽油 杆弹性伸缩加大，泵效提高幅度很小，而且有可能降低；沉没度过小， 由于泵口气体分离较多，泵的充满系数较小，同样会影响泵效，所以 应存在一个合理的沉没度。对萨中油
6、田3000多口抽油机正常生产井实 际测得的不同沉没度下的平均泵效?浊与沉没度He进行了回归分析， 发现两者呈半对数关系。 统计表明，随着沉没度的增加，深井泵泵效逐渐提高，当达到一 定程度时，泵效提高幅度越来越小。沉没度越低，泵效越低，当沉没 度低到一定程度时，泵效降低速度加快，主要是由于沉没度过低导致 溶解气分离加剧，气体影响加剧，泵效大幅度下降。 这样就有三个值需要考虑，泵径，泵深与含水，对于同一区块， 260 I科技博竞 一般的泵径，泵深都很相近，对于差别大的井要剔除掉，而对于含水， 可以作为参考数据，这样利用现场数据，建立泵效一沉没度的矿场数 据图版，就可以直观的确定相应区块的合理的沉没
7、度，也就进一步可 以确定该区块合理的泵挂深度。 三、矿场实例： 1、区块开采资料商三区沙二下S1325块，正常生产油井22口， 平均泵深1644m，日液63 m3d，日油2 m3d。确定区块合理的动液 面，建立单井产量一单井动液面的矿场数据图版，分别复制单井产量 与单井动液面两栏到电子表格，删除SHS67井无效数据，21口井： 通过以上曲线可以看出，该区块有6口井能量较高，其余各井的 产量随动液面的降低并不是一直升高，而是到1450m达到最高点，因 此，该区块最合理的动液面为1450m。 2、确定合理的沉没度。油田进入高含水开发期，油井含水级差增 大。按照含水级别将沉没度和泵效的关系进行了数理
8、统计分析，并进 行了回归拟和分析，以便寻找一定的规律。沉没度与泵效存在规律： 沉没度相同的情况下，随着油井含水的上升泵效逐渐增加；对于任何含 水级别的油井，随着沉没度的增加泵效提高幅度逐渐减小；。建立泵效 一沉没度的矿场数据图版，分别复制泵效与沉没度两栏到电子表格， 删除SHS67无效数据，SHS85泵径过大，20口井，泵效随沉没度的 增大不是一直升高，而是到550米达到最高点，因此，该区块最合理 的沉没度为550m。 3、计算合理的泵挂深度 注水开发油田按油田含水变化可以分为低含水期(含水60 、高 含水期 水在6080之间)、高含水后期(含水8O)。不同含水阶段， 深井泵的合理下泵深度也应
9、该是不同的，从不同含水阶段，下泵深度 与泵效的关系曲线可以看出以下规律：当含水小于6o时，随着下泵 深度的增加，泵效逐渐增加；含水大于6o以上，随着含水的增加，泵 效出现峰值，随后泵效逐渐下降；随着含水的上升，合理下泵深度逐渐 降低。对于含水高于60的油井，下泵深度较浅，即可以得到较高的 泵效，也可以减少井下杆管的用量，节约生产成本。 根据公式：合理的泵深=合理的动液面+合理的沉没度 =1450m+550m=20【)Om。 据此，得出S1325块合理的泵挂深度应该是2000m。而该区块目 前的平均泵挂深度1644m，所以，该区块的油井应根据具体单井的构 造位跫，注水对应情况等进行加深。 4、实
10、施情况 结合以上分析，逐井分析其低效的原因，并制定相应的对策。结 合检泵，对其中7口井进行了加深，另外5口井进行了泵升级，实施 后平均液量提高32m3d，平均日油增加12 m3。 四、结论 (1)根据井筒流体及能量损失分布情况，建立了合理的泵挂深度的 理论模型，结合矿场数据归纳与统计图版的数据，确定了生产区块合 理的泵深。 (2)该方法立足现场数据的分析，准确度高，在现场使用简单快 捷、方便。 参考文献： 【1 欣，尤跃泉沙漠石油修井机田石油机械1996(07) 2聂书岭中国吐哈石油公司在乌投资修井叨中亚信息 2003(03) 【3】杜伟丽，马宏宁过硬的尖兵记长庆油田采油二处第一 修井公司修井19队叨新一代2007(I2) 4刘扬，何秀清，王彦兴井下套管弯曲变形的数值模拟【J】大 庆石油学院学报2005(05) 【5】罗英俊采油技术手册 北京：石油工业出版社，2005 万方数据一种确定油井合理下泵深度的方法作者： 杨飞作者单位： 胜利油田纯梁采油厂作业大队刊名： 中国科技博览英文刊名： China Science and Technology Review年，卷(期)： 2012(14)引用本文格式：杨飞 一种确定油井合理下泵深度的方法期刊论文-中国科技博览 2012(14)
