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摘 要:抽油机井泵效是油井日常生产中重要的管理指标,主要影响因素有:冲程损失、充满程度、间隙漏失等。本文着重对冲程损失这一影响因素进行分析,为临南油田进 一步提高泵效做好资料积累。
关键词:冲程损失;流体性质;沉没压力;井口回压
1、定义及影响因素
1.1定义
冲程损失是影响泵效的主要因素之一,产生原因是由于抽油杆和油管存在弹性变形,而在抽油机井工作时,承受不对称的脉动载荷,其中有一部分载荷在上下冲程过程中,交替由杆柱和管柱承受,从而引起杆柱、管柱的伸长和缩短,造成实际泵冲程与地面光杆冲程之间存在差距,此差距定义为冲程损失。
1.2主要影响因素
造成冲程损失的根本原因是杆柱承受载荷的变化。因此,所有影响杆柱载荷的因素,都会影响到冲程损失,主要有:流体性质、沉没压力、生产回压等。
2、流体性质对冲程损失的影响
随着油层的不断开发,边水及注入水逐渐推进,油井含水普遍上升,流体性质发生变化,主要是含水上升后混合液密度增加,就单井而言对泵效造成一定的影响,下面 以LNXI52-X233井为例进行数据计算和对比分析。
由表1数据,2013年该井实际泵效下降7.8%,实际冲程损失增加7.06%。因此,冲程损失是造成泵效下降的主要原因:一是动液面在下降,造成载荷增加,冲程损失增加;二是含水上升,造成载荷增加,冲程损失增加。两者孰轻孰重,通过数据模拟对比,在生产制度不变的条件下得出以下结论:
结论一:油井生产过程中随着含水的上升,若动液面保持稳定,杆柱载荷变化不大,冲程损失变化不大,但泵效会不断增加。
结论二:油井生产过程中,含水不变,动液面逐渐下降,杆柱载荷增加,冲程损失增加,泵效不断降低,而且呈线性相关。
3、沉没压力对冲程损失的影响
3.1沉沒压力的波动
沉没压力是保证上冲程过程中井内液体能够及时进入泵筒,确保泵的充满程度。在选择合适沉没压力的情况下,油层受非均质、注水量波动等影响,供液能力存在一定变化,沉没压力产生波动,直观反映就是动液面在一定范围内波动。
3.2沉没压力波动对冲程损失的影响
以动液面波动50m为例,井筒内液体比重0.92,在上冲程中由此产生的对活塞的压力将降低0.46MPa, 因此活塞上下两端的压差将增加0.46MPa,结果就是活塞承受的下拉力有所增加,以44mm 泵为例,下拉力将增加700N,杆柱伸长增加0.018m,即冲程损失增加0.018m。
3.3沉没压力大幅度下降对冲程损失的影响
由于沉没压力大幅度下降是动液面影响的结果,前面对52-X233井已进行分析, 此处不在详细说明,其结论是:油井生产过程中,含水不变,动液面逐渐下降,沉没压力下降,将造成冲程损失不断增加,而且呈线性相关,泵效大幅度降低。
4、井口回压对冲程损失的影响
4.1定义
井口回压其大小与流体性质、站内压力、管线的类型及截面积等因素相关。井口回压影响到油井的正常生产,主要反映在井筒内部,包括光杆载荷的变化、漏失的变化、垂直管流的变化。
4.2井口回压上升,杆柱载荷增加,增载延长,有效冲程缩短
由于回压上升,作用于活塞的压力增加,造成抽油杆所受的下拉力在增加。反映在功图上就是增载线、卸载线延长、斜率变小。由于光杆的地面冲程是不变的,从而引发井下深井泵的有效冲程缩短,导致油井产量下降。以44mm泵为例,回压增加0.5MPa作用于活塞的下拉力增加759N,杆柱伸长增加0.02m,即冲程损失增加0.02m。
4.3井口回压上升的其他影响
由于井筒内液体有一定的压缩系数,井口回压的增加,使井内液体进一步受到压缩,从而导致粘度、密度的增加;对于气油比较大的井,溶解气析出的时间延迟,在井筒内的析出深度也在上升,也是造成粘度、密度增加的一个因素。以上两方面原因,回压上升后,井筒内液体流动阻力增加,抽油杆载荷增加,造成冲程损失增加,双凡尔及油管漏失量增加、间隙漏失量增加。影响油井产液量。
5、冲程损失其他影响因素
5.1防冲距调整不当对冲程损失的影响
由于深井泵型号与抽油机型号匹配不尽合理,上调防冲距稍有不慎,造成活塞部分脱出工作筒,有效冲程降低,冲程损失增加。图1是70-X053实测功图,可以看出上冲程末端,载荷有下降趋势,判断为活塞部分脱出工作筒,影响冲程0.3米,冲程损失增加6.3%。
5.2游动凡尔关闭、开启滞后对冲程损失的影响
深井泵工作中,由于泵质量原因或受到沙、蜡等影响, 游动凡尔往往出现关闭、开启滞后,导致增载、卸载不能按正常进行,有效冲程缩短,造成冲程损失增加。图2是70-101井实测功图,可以看出上冲程始端,增载变慢,判断为游动凡尔关闭滞后,影响冲程0.3米,冲程损失增加7.8%。
6、结论
(1)对冲程损失的影响程度从高到低以此为:沉没压力、生产回压、流体性质,其中沉没压力大幅度下降,将导致冲程损失线性增加。
(2)防冲距调整不当,有效冲程下降,间接影响冲程损失。
(3)深井泵工作状态,主要是游动凡尔关闭、开启滞后,有效冲程下降,间接影响冲程损失。
参考文献:
[1] 李富有主编,《现代采油技术实用手册》,石油工业出版社, 2007.3
[2] 张琪主编,《采油工程原理与设计》,中国石油大学出版社,2000.3
关键词:冲程损失;流体性质;沉没压力;井口回压
1、定义及影响因素
1.1定义
冲程损失是影响泵效的主要因素之一,产生原因是由于抽油杆和油管存在弹性变形,而在抽油机井工作时,承受不对称的脉动载荷,其中有一部分载荷在上下冲程过程中,交替由杆柱和管柱承受,从而引起杆柱、管柱的伸长和缩短,造成实际泵冲程与地面光杆冲程之间存在差距,此差距定义为冲程损失。
1.2主要影响因素
造成冲程损失的根本原因是杆柱承受载荷的变化。因此,所有影响杆柱载荷的因素,都会影响到冲程损失,主要有:流体性质、沉没压力、生产回压等。
2、流体性质对冲程损失的影响
随着油层的不断开发,边水及注入水逐渐推进,油井含水普遍上升,流体性质发生变化,主要是含水上升后混合液密度增加,就单井而言对泵效造成一定的影响,下面 以LNXI52-X233井为例进行数据计算和对比分析。
由表1数据,2013年该井实际泵效下降7.8%,实际冲程损失增加7.06%。因此,冲程损失是造成泵效下降的主要原因:一是动液面在下降,造成载荷增加,冲程损失增加;二是含水上升,造成载荷增加,冲程损失增加。两者孰轻孰重,通过数据模拟对比,在生产制度不变的条件下得出以下结论:
结论一:油井生产过程中随着含水的上升,若动液面保持稳定,杆柱载荷变化不大,冲程损失变化不大,但泵效会不断增加。
结论二:油井生产过程中,含水不变,动液面逐渐下降,杆柱载荷增加,冲程损失增加,泵效不断降低,而且呈线性相关。
3、沉没压力对冲程损失的影响
3.1沉沒压力的波动
沉没压力是保证上冲程过程中井内液体能够及时进入泵筒,确保泵的充满程度。在选择合适沉没压力的情况下,油层受非均质、注水量波动等影响,供液能力存在一定变化,沉没压力产生波动,直观反映就是动液面在一定范围内波动。
3.2沉没压力波动对冲程损失的影响
以动液面波动50m为例,井筒内液体比重0.92,在上冲程中由此产生的对活塞的压力将降低0.46MPa, 因此活塞上下两端的压差将增加0.46MPa,结果就是活塞承受的下拉力有所增加,以44mm 泵为例,下拉力将增加700N,杆柱伸长增加0.018m,即冲程损失增加0.018m。
3.3沉没压力大幅度下降对冲程损失的影响
由于沉没压力大幅度下降是动液面影响的结果,前面对52-X233井已进行分析, 此处不在详细说明,其结论是:油井生产过程中,含水不变,动液面逐渐下降,沉没压力下降,将造成冲程损失不断增加,而且呈线性相关,泵效大幅度降低。
4、井口回压对冲程损失的影响
4.1定义
井口回压其大小与流体性质、站内压力、管线的类型及截面积等因素相关。井口回压影响到油井的正常生产,主要反映在井筒内部,包括光杆载荷的变化、漏失的变化、垂直管流的变化。
4.2井口回压上升,杆柱载荷增加,增载延长,有效冲程缩短
由于回压上升,作用于活塞的压力增加,造成抽油杆所受的下拉力在增加。反映在功图上就是增载线、卸载线延长、斜率变小。由于光杆的地面冲程是不变的,从而引发井下深井泵的有效冲程缩短,导致油井产量下降。以44mm泵为例,回压增加0.5MPa作用于活塞的下拉力增加759N,杆柱伸长增加0.02m,即冲程损失增加0.02m。
4.3井口回压上升的其他影响
由于井筒内液体有一定的压缩系数,井口回压的增加,使井内液体进一步受到压缩,从而导致粘度、密度的增加;对于气油比较大的井,溶解气析出的时间延迟,在井筒内的析出深度也在上升,也是造成粘度、密度增加的一个因素。以上两方面原因,回压上升后,井筒内液体流动阻力增加,抽油杆载荷增加,造成冲程损失增加,双凡尔及油管漏失量增加、间隙漏失量增加。影响油井产液量。
5、冲程损失其他影响因素
5.1防冲距调整不当对冲程损失的影响
由于深井泵型号与抽油机型号匹配不尽合理,上调防冲距稍有不慎,造成活塞部分脱出工作筒,有效冲程降低,冲程损失增加。图1是70-X053实测功图,可以看出上冲程末端,载荷有下降趋势,判断为活塞部分脱出工作筒,影响冲程0.3米,冲程损失增加6.3%。
5.2游动凡尔关闭、开启滞后对冲程损失的影响
深井泵工作中,由于泵质量原因或受到沙、蜡等影响, 游动凡尔往往出现关闭、开启滞后,导致增载、卸载不能按正常进行,有效冲程缩短,造成冲程损失增加。图2是70-101井实测功图,可以看出上冲程始端,增载变慢,判断为游动凡尔关闭滞后,影响冲程0.3米,冲程损失增加7.8%。
6、结论
(1)对冲程损失的影响程度从高到低以此为:沉没压力、生产回压、流体性质,其中沉没压力大幅度下降,将导致冲程损失线性增加。
(2)防冲距调整不当,有效冲程下降,间接影响冲程损失。
(3)深井泵工作状态,主要是游动凡尔关闭、开启滞后,有效冲程下降,间接影响冲程损失。
参考文献:
[1] 李富有主编,《现代采油技术实用手册》,石油工业出版社, 2007.3
[2] 张琪主编,《采油工程原理与设计》,中国石油大学出版社,2000.3