人工举升理论第14讲抽油井功况图

1、人工举升理论 第第1212讲讲 抽油井工况图抽油井工况图 吴晓东 n问题的提出问题的提出 抽油机井抽油机井工况管理图工况管理图是根据油井生产和管理的需要而绘是根据油井生产和管理的需要而绘 制，用于检查抽油机井的工作状况，它能够宏观地反映制，用于检查抽油机井的工作状况，它能够宏观地反映 抽油机井抽油机井供液能力供液能力与与抽油设备排液能力的匹配情况抽油设备排液能力的匹配情况、抽抽 油泵的泵效油泵的泵效以及以及油田区块的管理水平油田区块的管理水平。 n抽油机井管理水平宏观控制图抽油机井管理水平宏观控制图 抽油机井管理水平宏观控制图抽油机井管理水平宏观控制图 1987年，韩修廷等根据年，韩修廷等根据

2、泵吸入口压力泵吸入口压力与与泵效泵效、排量排量之间的函数关系，提出了抽之间的函数关系，提出了抽 油机井管理水平宏观控制图。油机井管理水平宏观控制图。 图中图中虚线虚线是根据要求取区块相应参是根据要求取区块相应参 数的平均值而计算出随压力变化的数的平均值而计算出随压力变化的 泵效数值所作曲线。虚线泵效数值所作曲线。虚线上方的实上方的实 线线是虚线上扩是虚线上扩20%而得，虚线而得，虚线下方下方 的第一条实线的第一条实线是虚线下扩是虚线下扩20%而得，而得， 虚线虚线下方的第二条实线下方的第二条实线是虚线下扩是虚线下扩 40%而得。图中几条而得。图中几条直线直线是根据合是根据合 理流压、合理泵效而

3、确定的。理流压、合理泵效而确定的。 影响抽油机井泵效的因素较多，但影响泵效的主要因素是泵吸入影响抽油机井泵效的因素较多，但影响泵效的主要因素是泵吸入 口压力，泵效与泵吸入口压力的函数式如下口压力，泵效与泵吸入口压力的函数式如下 11 0.004 (1) 273 1 28801 o w abo oo bbw FL FS PPPPFhT BR SPPPF 校正泵效是实际泵效乘上一个校正系数校正泵效是实际泵效乘上一个校正系数 标 校正实 理 优秀区优秀区 一类区一类区 二类区二类区 四类区四类区 三类区三类区 4.4.下方靠近原点的一下方靠近原点的一 块块泵工作不正常泵工作不正常，上，上 方远离原点

4、的一块方远离原点的一块泵泵 工作正常工作正常，压力超过，压力超过 油田开发方案规定的油田开发方案规定的 压力。压力。 5.这个区是这个区是泵效低泵效低、流流 压高压高的区域，是抽油的区域，是抽油 机井的严重问题区，机井的严重问题区， 一般需检泵或事故处一般需检泵或事故处 理。理。 1.特点是特点是泵效高泵效高，流压流压 低低，这是抽油机管理，这是抽油机管理 的目标区。的目标区。 2.泵的泵的工作状况较工作状况较 好好，流压在油田开，流压在油田开 发方案界限以内。发方案界限以内。 3.3.实际是一个实际是一个过渡区过渡区， 一是泵的工作状况由好一是泵的工作状况由好 向不正常过渡；二是压向不正常过

5、渡；二是压 力从油田开发方案规定力从油田开发方案规定 压力向高流压过渡。压力向高流压过渡。 抽油机井管理水平宏观控制图抽油机井管理水平宏观控制图考虑的考虑的 因素较少因素较少，直观性不好直观性不好，且，且优秀区定优秀区定 义不准确义不准确。 根据油田开发方案确定流压合理区，依次确定泵效的合理区。根据油田开发方案确定流压合理区，依次确定泵效的合理区。 n抽油机井动态控制图抽油机井动态控制图 1988年，王玉山等分析了影响泵效工作状况的年，王玉山等分析了影响泵效工作状况的流压流压和和泵效泵效两个参数以及它们的两个参数以及它们的 相关性，总结出了抽油机井动态控制图。相关性，总结出了抽油机井动态控制图

6、。 排量系数与沉没压力的相关曲线排量系数与沉没压力的相关曲线 泵效和井底流压的关系为泵效和井底流压的关系为 rwf K pp q 理 影响排量系数因素的关系式为影响排量系数因素的关系式为 漏 排气变 = 3个系数都是个系数都是沉没压力沉没压力或或动液面高度动液面高度的的 函数。函数。 抽油机井动态控制图抽油机井动态控制图 A线线:泵效最低界限。泵效最低界限。 B线线:含水含水0.85时，两种泵挂排量系时，两种泵挂排量系 数的上限。数的上限。 C线线:泵效最高界限。泵效最高界限。 D线线:油井具有自喷能力的最低流压油井具有自喷能力的最低流压 界限。界限。 E线线:泵杆断脱漏失界限。泵杆断脱漏失界

7、限。 F线线:含水含水0.4时，泵的排量系数下限。时，泵的排量系数下限。 G线线:油层供液能力最低流压界限。油层供液能力最低流压界限。 泵况合泵况合 理区理区 资料待资料待 落实区落实区 参数偏参数偏 小区小区 参数偏参数偏 大区大区 断脱漏断脱漏 失区失区 该区域井该区域井动液面高动液面高 而泵效低而泵效低，反映杆泵，反映杆泵 工作不正常，是作业工作不正常，是作业 施工的主要对象。施工的主要对象。 动液面和泵效都低动液面和泵效都低， 反映了油层反映了油层供液能力差供液能力差 ，机、杆、泵选择参数，机、杆、泵选择参数 偏大，这类井属于低渗偏大，这类井属于低渗 透井，是采取增产措施透井，是采取增

8、产措施 的主要对象。的主要对象。 此时油井此时油井动液面动液面和和泵泵 效符合设计要求效符合设计要求，说明，说明 机、杆、泵选择合机、杆、泵选择合理。理。 该区域井该区域井动液面低动液面低 而泵效高而泵效高，甚至超过，甚至超过 理论排量系数，需进理论排量系数，需进 一步复查资料。一步复查资料。 该区域井该区域井动液面和泵效都动液面和泵效都 很高很高，供液能力足供液能力足，可以通，可以通 过调参或换机泵增加产量，过调参或换机泵增加产量， 是挖潜的主要对象。是挖潜的主要对象。 抽油机井抽油机井动态动态控制图控制图只能对只能对油层物性油层物性 相近相近、油层中部深度相差不大油层中部深度相差不大、抽油

9、抽油 泵下到油层中深处泵下到油层中深处的油田有较好的适的油田有较好的适 应性应性。 7条曲线构成条曲线构成5个控制区：个控制区： n抽油机井宏观控制图抽油机井宏观控制图 1990年，胡小兵等在抽油机井动态控制图的基础上进行了改造，提出了通用抽年，胡小兵等在抽油机井动态控制图的基础上进行了改造，提出了通用抽 油机井宏观控制图。油机井宏观控制图。 泵效表达式为泵效表达式为 2 ln/ er eww pKKh dp qrrpB 理 式中式中 是压力是压力P的函数，其关系曲的函数，其关系曲 线如左图。线如左图。 / swwm ppH 视流压视流压和和视泵效视泵效的定义式为的定义式为 / r KB 10

10、0 / s q qss 理 / r KBP关系曲线关系曲线 抽油机井宏观控制图抽油机井宏观控制图 A线线:合理区下限线。合理区下限线。 B线线:合理区上限线。合理区上限线。 C线线:停喷线。停喷线。 D线线:供液能力能力线。供液能力能力线。 E线线:参数偏大区右限线。参数偏大区右限线。 F线线:参数偏小区左限线。参数偏小区左限线。 0.23487 1.0256 s sw p 0.0053927 1.0465 s sw p 0.99 sw p 0.51 sw p 35.0 s 59.56 s 选取华北油田为统计对象，选取华北油田为统计对象，用华罗庚教授推荐的用华罗庚教授推荐的16类常用曲线类型回

11、归求取曲类常用曲线类型回归求取曲 线方程线方程，得到如下图的抽油机井宏观控制图。，得到如下图的抽油机井宏观控制图。 此方法是此方法是基于大批实际数据的基于大批实际数据的数理统计回归方法数理统计回归方法获得的界线获得的界线，在反映在反映区块性质区块性质 差异差异方面存在不足。方面存在不足。 n抽油机井工况管理图抽油机井工况管理图 1998年，本课题组分析了抽油机井工况的各种影响因素，结合抽油机井工况管年，本课题组分析了抽油机井工况的各种影响因素，结合抽油机井工况管 理的实际状况，推导建立了一种新的理的实际状况，推导建立了一种新的沉没度沉没度/下泵深度下泵深度与与校核泵效校核泵效关系的抽油机关系的

12、抽油机 井工况管理图，是目前最完善的一种抽油井工况图。井工况管理图，是目前最完善的一种抽油井工况图。 抽油机井的重要工况指标是抽油机井的重要工况指标是泵效泵效。影响泵效的因素很多，主要包括：。影响泵效的因素很多，主要包括：泵吸入口泵吸入口 压力压力、饱和压力饱和压力、泵的余隙比泵的余隙比、冲程冲程、冲次冲次、生产气油比生产气油比、下泵深度下泵深度、泵径泵径、 抽油杆柱组合抽油杆柱组合、含水率含水率、原油物性原油物性、泵的磨损程度泵的磨损程度等。通过参数敏感性分析得等。通过参数敏感性分析得 知，一般在泵吸入口压力低于饱和压力的情况下，知，一般在泵吸入口压力低于饱和压力的情况下，泵吸入口压力泵吸入

13、口压力对泵效的影响对泵效的影响 最大。考虑到要用二维的平面图来表示抽油机井的工况，通过最大。考虑到要用二维的平面图来表示抽油机井的工况，通过无因次化处理无因次化处理， 绘制出抽油机井工况管理图。绘制出抽油机井工况管理图。 基本原理基本原理 校核泵效表达式为校核泵效表达式为 标实测 校 井 抽油机井工况管理图抽油机井工况管理图 把抽油机井的工况划分为优秀合格区、供液不足区、断脱漏失区、参数偏小把抽油机井的工况划分为优秀合格区、供液不足区、断脱漏失区、参数偏小 区和资料待落实区区和资料待落实区。 优秀合格区优秀合格区：抽油设备工作参数合理，泵：抽油设备工作参数合理，泵 工作良好，抽油设备排液能力与

14、油层的供液工作良好，抽油设备排液能力与油层的供液 能力相匹配，系统效率高。能力相匹配，系统效率高。 供液不足区供液不足区：沉没度小、泵效低。主要原：沉没度小、泵效低。主要原 因是油层供液不足、抽汲参数偏大。因是油层供液不足、抽汲参数偏大。 断脱漏失区断脱漏失区：沉没度大、泵效低。主要原：沉没度大、泵效低。主要原 因是泵磨损严重或泵工作不正常因是泵磨损严重或泵工作不正常(如泵阀漏如泵阀漏 等等)，也可能有油管漏或抽油杆断脱等现象。，也可能有油管漏或抽油杆断脱等现象。 参数偏小区参数偏小区：沉没度大、泵效高。说明油：沉没度大、泵效高。说明油 层有潜力，抽油系统的工作参数相对偏小。层有潜力，抽油系统

15、的工作参数相对偏小。 资料待落实区资料待落实区：沉没度与泵效不协调。主：沉没度与泵效不协调。主 要是计量或测试资料有误所致。连抽带喷井要是计量或测试资料有误所致。连抽带喷井 一般也出现在资料待落实区。一般也出现在资料待落实区。 优秀合优秀合 格区格区 供液不供液不 足区足区 断脱漏断脱漏 失区失区 参数偏参数偏 大区大区 参数偏参数偏 小区小区 4.4.该区的油井是挖潜增该区的油井是挖潜增 油的主要目标井，油的主要目标井，增大增大 抽汲参数抽汲参数可增加油井产可增加油井产 量。量。 5. 应应核实产量和动液面核实产量和动液面等数据等数据， 消除虚假资料后消除虚假资料后，重新计算其工重新计算其工

16、 况指标况指标，从而在工况管理图中标从而在工况管理图中标 出其正确的坐标位置。出其正确的坐标位置。 1. 对该区内的油井应对该区内的油井应加强加强 日常管理日常管理，使其长期高效使其长期高效 工作。工作。 2.需要对油层采取需要对油层采取改造改造 措施措施，加强注水加强注水，或或调调 小抽汲参数小抽汲参数等等，使设备使设备 排液能力与油层供液能排液能力与油层供液能 力相匹配力相匹配。 3.3.对该区的油井应进行对该区的油井应进行诊断诊断 和和综合分析综合分析，弄清泵效低的，弄清泵效低的 原因，制定相应的措施使其原因，制定相应的措施使其 恢复正常生产。恢复正常生产。 相应工况区应采取的措：相应工

17、况区应采取的措： 图中图中5 5个区域有个区域有6 6条界线：条界线： a线为优秀合格区的上界线线为优秀合格区的上界线。假想有一口油井，其参数为该区块各。假想有一口油井，其参数为该区块各 油井参数的平均值，计算其沉没度与泵效的对应关系，经光滑插值处油井参数的平均值，计算其沉没度与泵效的对应关系，经光滑插值处 理后绘制得出。理后绘制得出。 b线为优秀合格区的下界线线为优秀合格区的下界线，是以，是以a线为基础，泵效乘以一个系数绘线为基础，泵效乘以一个系数绘 制而成的。该系数一般取制而成的。该系数一般取0.40.6，视该区块的管理水平而定。，视该区块的管理水平而定。 c线是泵效下界线线是泵效下界线，由现场工程人员根据区块的实际情况来确定。，由现场工程人员根据区块的实际情况来确定。 一般取一般取20%30%。 d线为从线为从b线与线与c线的交点所引出的水平线线的交点所引出的水平线。 e线是停喷线线是停喷线，为假想油井停喷时的纵坐标值所引的水