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摘要：针对港西油田油井示功图分析与实际状况不符的情况，对井下工具失效井的作业描述、实测示功图、井口试泵效等现场作业资料进行分析，得出油井发生抽油杆断脱、油管漏失、泵漏等故障时示功图特征及井口试泵效特点，需结合液面、试泵效、悬点载荷变化和相关计算进行综合分析。
关键词：高含水油井 井下工具 失效 示功图 特征分析
0 引言
港西油田开发进入高含水期，杆管偏磨、地层出砂更加严重，对井下工具的影响也更加突出，按原有的示功图分析方法得出的结论往往与实际情况不符。通过示功图分析方法研究，对油井作业与实测示功图、井口蹩压等过程得到的数据和资料进行归纳、对比、分析，总结典型示功图特征，完善和修正原有的示功图分析方法，以正确指导油井工况分析和管理。
1 抽油杆断脱
1.1 基本特征
杆断或脱扣时示功图呈现的特征相同。（1）杆断：井口下放光杆，一般情况下悬点载荷不能卸载，若能卸载用管钳转动光杆时悬点载荷能重新加载（柱塞上凡尔罩断除外）；（2）杆脱扣：井口下放光杆，能卸掉载荷，用管钳转动光杆时仍不能加载，当杆浅部脱扣时可采用人工旋轉光杆对扣法。
用下述方法计算断脱位置
L断=LF实测max/F理论max
式中L断—杆断脱位置，m
F实测max—实际示功图最大载荷，KN；
F理论max—全井抽油杆（无活塞）在井筒运动时的最大载荷，KN，F理论max=ql*10-3（1+Sn2*2.327*10-6）-r杆2∏L*10-5+F1
q—每米抽油杆在空气中的重力，N/m；
L—抽油杆柱长度，m；
S—光杆冲程，m；
n—光杆冲次，min-1；
r杆—抽油杆半径，m；
F1—抽油杆与液柱之间的摩擦力，KN，在目前普遍高含水的情况下，井内抽油杆与液柱之间的摩擦力已经很小，港西油田F1值介于1.5-2.0KN之间，为计算方便现取油井F1的平均值1.7KN；
1.2 典型井例
图1a是西46-6-3井于2005年8月22日柱塞上阀罩断后所测的试功图，图1b是该井2005年8月29日修井后的示功图。经计算，F理论max=23.9 KN，F理论max大于所测示功图最大载荷F实测max，可判断为杆断脱而非管漏。断脱位置：L断=LF实测max/F理论max=910.7m与实际位置相接近。
2 油管漏失
2.1基本特征
油井产液量下降或不出油，井口试泵效压力上升缓慢或不起压力，若可以蹩起压力，停抽后压力下降较快，示功图最大载荷线比正常示功图最大载荷线位置下移，示功图面积缩小。当油井漏失量大时试压不起，示功图最大、最小载荷线相接近。
当油管漏失点在接近泵上而停产不出油时示功图与杆深部断脱示功图形状极为相似，最大、最小载荷线相接近，但其不同点如下：
（1）杆断脱时示功图最大载荷（F实测max）小于或等于抽油杆在井筒运动时的最大载荷（F理论max），油管漏失时示功图最大载荷（F实测max）大于抽油杆在井筒运动时的最大载荷（F理论max）；
（2）杆断脱时油井突然不出油，油管漏失时油井停产前一般出现液量下降过程；
（3）杆断（杆脱扣、柱塞上凡尔罩断除外）井口下放光杆悬点载荷卸不掉，油管漏失时光杆下放防冲距的距离后即可卸掉悬点载荷。
2.2 油管上部漏失典型井例
油管上部漏失时，油井液量低或不出液，此时示功图最大载荷中有井筒液柱重力，示功图面积大，但最大载荷比正常时减小。
西43-5-2井，正常功图如图2b所示，产液量75.3m3/d，2006年5月9日液量降至35m3/d，所测功图如图2a，作业发现井口下第1、2、3根油管丝扣磨漏。
2.1 油管下部漏失典型井例
油管下部漏失且漏失量大，油井不出油，试压不起压力，示功图最大、最小载荷线相接近。
西42-7-3井，正常功图如图3b所示，2005年10月13日不出，蹩压不起所测功图如图3a，作业发现泵上一根油管磨出长400mm的裂缝。
3 柱塞与泵筒间隙漏失
3.1 基本特征
柱塞上行时示功图增载正常，在上行中途载荷下降，井口蹩压时升压较快，停抽后压力缓慢下降。
对这种特征分析表明，在柱塞上下运动过程中，细小砂粒进入柱塞与泵筒间隙中，首先容易使柱塞以及泵筒上部擦伤或拉槽，在砂粒下移时被磨细进入砂槽，因而柱塞或泵筒下部磨损较轻。
采取措施
下调防冲距，改变柱塞与泵筒的配合间隙位置来维持生产。
西42-7-2井，于2006年3月10日作业，发现柱塞上部砂磨沟槽严重，示功图如图4a。作业后正常功图于2006年3月23日测量，产液量27.2 m3/d，如图4b。
4 泵漏
4.1 游动阀漏失
抽油机上行程时，增载缓慢，增载线滞后，在上冲程后期，提前卸载，整个运动过程中悬点载荷下降。蹩压时，上冲程时压力上升较慢，下冲程时压力上升较快。
由于游动阀存在漏失，悬点载荷缺少了漏失部分的液体重力，因而增载线和最大载荷线均下移。又因柱塞开始上行时和接近上死点时运动速度慢，和排出量相比漏失量比例大，悬点载荷下降快，因此出现增载线滞后和提前卸载现象。压力变化的原因是，当柱塞上行时，由于游动阀总是关闭不良，存在漏失，压力上升慢；当下行时，固定阀关闭及时，排出泵筒内液体。
典型井例
西43-6-2井，正常功图如图5b所示，产液量136 m3/d，于2006年5月17日产液量降至96.8m3，游动阀漏失功图如图5a。
4.2 固定阀漏失
抽油机下行程时，卸载缓慢，卸载线滞后，在下冲程后期，提前加载。蹩压时，上冲程时压力上升，下冲程时压力下降；根据波动大小可判断漏失程度。
由于固定阀存在漏失，泵内压力不能及时提高而延缓了卸载过程，同时使游动阀不能及时打开。当固定阀严重漏失时，游动阀一直不能打开，悬点不能卸载。压力变化的原因是，当柱塞上行时，由于游动阀是严的，压力上升，下行时由于固定阀漏失，压力就有所下降。当固定阀严重漏失时，蹩不起压力。采取措施：对于产液量突然出现下降且泵径小于70泵的井可采取碰泵措施。
典型井例
西40-6-5井正常产液量52.5m3，正常功图，如图6b，该井于2006年6月15日产液量降至30.4 m3，所测功图，如图6a，作业发现有小砖头及杂质粘于固定阀处，导致固定阀关不严造成漏失。
5 结束语
通过对100口井的现场跟踪，实测示功图、井口蹩压等资料的积累和归纳分析，初步摸清了部分井下工具失效时所测示功图的特征。据此特征分析得出的结论与现场情况吻合较好，有一定的指导作用。
作者简介：许向峰（1981.11.2），男，工程师，从事油田开发技术工作。
关键词：高含水油井 井下工具 失效 示功图 特征分析
0 引言
港西油田开发进入高含水期，杆管偏磨、地层出砂更加严重，对井下工具的影响也更加突出，按原有的示功图分析方法得出的结论往往与实际情况不符。通过示功图分析方法研究，对油井作业与实测示功图、井口蹩压等过程得到的数据和资料进行归纳、对比、分析，总结典型示功图特征，完善和修正原有的示功图分析方法，以正确指导油井工况分析和管理。
1 抽油杆断脱
1.1 基本特征
杆断或脱扣时示功图呈现的特征相同。（1）杆断：井口下放光杆，一般情况下悬点载荷不能卸载，若能卸载用管钳转动光杆时悬点载荷能重新加载（柱塞上凡尔罩断除外）；（2）杆脱扣：井口下放光杆，能卸掉载荷，用管钳转动光杆时仍不能加载，当杆浅部脱扣时可采用人工旋轉光杆对扣法。
用下述方法计算断脱位置
L断=LF实测max/F理论max
式中L断—杆断脱位置，m
F实测max—实际示功图最大载荷，KN；
F理论max—全井抽油杆（无活塞）在井筒运动时的最大载荷，KN，F理论max=ql*10-3（1+Sn2*2.327*10-6）-r杆2∏L*10-5+F1
q—每米抽油杆在空气中的重力，N/m；
L—抽油杆柱长度，m；
S—光杆冲程，m；
n—光杆冲次，min-1；
r杆—抽油杆半径，m；
F1—抽油杆与液柱之间的摩擦力，KN，在目前普遍高含水的情况下，井内抽油杆与液柱之间的摩擦力已经很小，港西油田F1值介于1.5-2.0KN之间，为计算方便现取油井F1的平均值1.7KN；
1.2 典型井例
图1a是西46-6-3井于2005年8月22日柱塞上阀罩断后所测的试功图，图1b是该井2005年8月29日修井后的示功图。经计算，F理论max=23.9 KN，F理论max大于所测示功图最大载荷F实测max，可判断为杆断脱而非管漏。断脱位置：L断=LF实测max/F理论max=910.7m与实际位置相接近。
2 油管漏失
2.1基本特征
油井产液量下降或不出油，井口试泵效压力上升缓慢或不起压力，若可以蹩起压力，停抽后压力下降较快，示功图最大载荷线比正常示功图最大载荷线位置下移，示功图面积缩小。当油井漏失量大时试压不起，示功图最大、最小载荷线相接近。
当油管漏失点在接近泵上而停产不出油时示功图与杆深部断脱示功图形状极为相似，最大、最小载荷线相接近，但其不同点如下：
（1）杆断脱时示功图最大载荷（F实测max）小于或等于抽油杆在井筒运动时的最大载荷（F理论max），油管漏失时示功图最大载荷（F实测max）大于抽油杆在井筒运动时的最大载荷（F理论max）；
（2）杆断脱时油井突然不出油，油管漏失时油井停产前一般出现液量下降过程；
（3）杆断（杆脱扣、柱塞上凡尔罩断除外）井口下放光杆悬点载荷卸不掉，油管漏失时光杆下放防冲距的距离后即可卸掉悬点载荷。
2.2 油管上部漏失典型井例
油管上部漏失时，油井液量低或不出液，此时示功图最大载荷中有井筒液柱重力，示功图面积大，但最大载荷比正常时减小。
西43-5-2井，正常功图如图2b所示，产液量75.3m3/d，2006年5月9日液量降至35m3/d，所测功图如图2a，作业发现井口下第1、2、3根油管丝扣磨漏。
2.1 油管下部漏失典型井例
油管下部漏失且漏失量大，油井不出油，试压不起压力，示功图最大、最小载荷线相接近。
西42-7-3井，正常功图如图3b所示，2005年10月13日不出，蹩压不起所测功图如图3a，作业发现泵上一根油管磨出长400mm的裂缝。
3 柱塞与泵筒间隙漏失
3.1 基本特征
柱塞上行时示功图增载正常，在上行中途载荷下降，井口蹩压时升压较快，停抽后压力缓慢下降。
对这种特征分析表明，在柱塞上下运动过程中，细小砂粒进入柱塞与泵筒间隙中，首先容易使柱塞以及泵筒上部擦伤或拉槽，在砂粒下移时被磨细进入砂槽，因而柱塞或泵筒下部磨损较轻。
采取措施
下调防冲距，改变柱塞与泵筒的配合间隙位置来维持生产。
西42-7-2井，于2006年3月10日作业，发现柱塞上部砂磨沟槽严重，示功图如图4a。作业后正常功图于2006年3月23日测量，产液量27.2 m3/d，如图4b。
4 泵漏
4.1 游动阀漏失
抽油机上行程时，增载缓慢，增载线滞后，在上冲程后期，提前卸载，整个运动过程中悬点载荷下降。蹩压时，上冲程时压力上升较慢，下冲程时压力上升较快。
由于游动阀存在漏失，悬点载荷缺少了漏失部分的液体重力，因而增载线和最大载荷线均下移。又因柱塞开始上行时和接近上死点时运动速度慢，和排出量相比漏失量比例大，悬点载荷下降快，因此出现增载线滞后和提前卸载现象。压力变化的原因是，当柱塞上行时，由于游动阀总是关闭不良，存在漏失，压力上升慢；当下行时，固定阀关闭及时，排出泵筒内液体。
典型井例
西43-6-2井，正常功图如图5b所示，产液量136 m3/d，于2006年5月17日产液量降至96.8m3，游动阀漏失功图如图5a。
4.2 固定阀漏失
抽油机下行程时，卸载缓慢，卸载线滞后，在下冲程后期，提前加载。蹩压时，上冲程时压力上升，下冲程时压力下降；根据波动大小可判断漏失程度。
由于固定阀存在漏失，泵内压力不能及时提高而延缓了卸载过程，同时使游动阀不能及时打开。当固定阀严重漏失时，游动阀一直不能打开，悬点不能卸载。压力变化的原因是，当柱塞上行时，由于游动阀是严的，压力上升，下行时由于固定阀漏失，压力就有所下降。当固定阀严重漏失时，蹩不起压力。采取措施：对于产液量突然出现下降且泵径小于70泵的井可采取碰泵措施。
典型井例
西40-6-5井正常产液量52.5m3，正常功图，如图6b，该井于2006年6月15日产液量降至30.4 m3，所测功图，如图6a，作业发现有小砖头及杂质粘于固定阀处，导致固定阀关不严造成漏失。
5 结束语
通过对100口井的现场跟踪，实测示功图、井口蹩压等资料的积累和归纳分析，初步摸清了部分井下工具失效时所测示功图的特征。据此特征分析得出的结论与现场情况吻合较好，有一定的指导作用。
作者简介：许向峰（1981.11.2），男，工程师，从事油田开发技术工作。