抽油機井典型示功圖分析

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1、抽油機井典型功圖分析,采油三廠培訓學校 2010.03,主要內(nèi)容,泵工作原理 理論示功圖 典型示功圖分析 總結(jié),泵的工作原理,泵的抽汲過程,抽油桿柱帶著柱塞向上運動，柱塞上的游動閥受管內(nèi)液柱壓力而關(guān)閉。,A-上沖程,1)上沖程,泵內(nèi)壓力降低，固定閥在環(huán)形空間液柱壓力(沉沒壓力)與泵內(nèi)壓力之差的作用下被打開。泵內(nèi)吸入液體、井口排出液體。,B-下沖程,2)下沖程,柱塞下行，固定閥在重力作用下關(guān)閉。泵內(nèi)壓力增加，當泵內(nèi)壓力大于柱塞以上液柱壓力時，游動閥被頂開。 柱塞下部的液體通過游動閥進入柱塞上部，使泵排出液體。 泵排出的條件： 泵內(nèi)壓力(排出壓力)高于柱塞以上的液柱壓力。,泵的工作原理,泵的抽汲過

2、程,理論示功圖,靜載荷作用下的理論示功圖 懸點所承受的載荷： (1)抽油桿柱載荷，r (2)作用在柱塞上的液柱載荷,W1 （3）沉沒壓力(泵口壓力)與井口回壓在上沖程中造成的懸點載荷方向相反,相互抵消。,靜載荷作用下理論示功圖,W1,典型示功圖分析,1 .泵工作正常 圖形特征左右、上下曲線平行，接近理論示功圖圖形特征，曲線較理想，充滿程度100%，排出系數(shù)較高，一般泵效接近理論值，如圖。 成因分析此類井供液充足，沉沒度大。泵閥不漏，泵效高，出油好。,理論示功圖,實測示功圖,2. 氣體影響 圖形特點卸載線成一圓弧狀。其曲率半徑越大,泵效越低，表明油套環(huán)空內(nèi)泡沫段高，油層脫氣嚴重，沉沒壓力偏小，泵

3、充滿程度差。 成因分析石油是聚集在一起的油氣混和物，在抽汲過程中或多或少總有氣體進入泵內(nèi)。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,氣鎖現(xiàn)象： 如果氣體大量進入泵筒，上沖程時氣體膨脹，全部占滿柱塞讓出的容積，固定凡爾打不開。下沖程時，氣體壓縮，但壓力仍低于游動凡爾上部壓力，游動凡爾也打不開，所以這種情況下雙凡爾均打不開，柱塞運動對氣體壓縮和膨脹，泵不排油，這種現(xiàn)象稱為“氣鎖”。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井氣體影響或已經(jīng)氣鎖時，我們應采取以下措施： 1、放掉套管氣； 2、在套壓閘門處安裝“定壓放氣閥”。 “定壓放氣閥”可根據(jù)設(shè)定壓力自動釋放井底氣體，維持平穩(wěn)的

4、生產(chǎn)壓差防止氣體進入泵內(nèi)影響泵的正常生產(chǎn)。,理論示功圖,實測示功圖,3. 泵工作正常但供液不足 圖型特征卸載線和加載線平行，越左移說明充滿越不好，也就是供液能力越差，形成的圖形為“刀把”形。 成因分析： （1）深井泵的工作制度或抽汲參數(shù)組合不合理，泵的排出能力大于油層的供液能力，造成沉沒度太小，液體充滿不了泵筒。 （2）為使泵正常工作，在泵的下邊界裝砂錨、氣錨，當砂、蠟同時堵塞了部分進油孔道，使液體進入泵筒的流動阻力增大，流量變小，動液面升高，液體來不及在泵的進油時間里充滿泵筒。,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“供液不足”時，我們應采取以下措施 1、加強注水,補充地層能量，從而提高油井

5、地層供液能力； 2、合理下調(diào)沖次； 3、根據(jù)地層供液，在作業(yè)時換小泵、加深泵掛深度。 4、高壓泵車洗井，解決近井地帶堵塞。,4.油管漏失 圖形特點開抽時泵功圖圖形正常，停抽后上行線比前面低一段載荷，功圖面積明顯減小。 成因分析如果油管的絲扣連接處未上緊，或因油管被磨損，腐蝕而產(chǎn)生裂縫和孔洞時，進入油管的液體會從這些裂縫和孔洞及未上緊處重新漏入油管套管間的環(huán)形空間，導致油井減產(chǎn)。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,當抽油井“油管漏失”時，我們應采取以下措施： 1、漏失不嚴重時可適當調(diào)快沖次（如果因桿管偏磨造成的油管漏失則不可以調(diào)快沖次）； 2、漏失嚴重的需要小修作業(yè)修復。,典型示功圖分析,

6、5 .油井出砂 圖形特點負荷線上呈現(xiàn)出不規(guī)則的鋸齒狀尖峰，且在連續(xù)測圖時尖峰是移動的。 成因分析油層出砂，細小的砂粒將隨著油流進入泵內(nèi)，使活塞在整個行程中增加了一個附加阻力。上沖程時附加阻力使光桿負荷增加，下沖程時，附加阻力使光桿負荷減少，并且由于砂子分布在泵筒內(nèi)各處多少不同，致使光桿負荷在很短時間內(nèi)發(fā)生多次急劇的變化。嚴重時會造成固定凡爾，活塞卡死，造成油井停產(chǎn)。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,當抽油井“出砂影響”時，我們應采取以下措施： 1、減小工作制度(如:調(diào)慢沖次)來控制抽油井生產(chǎn)壓差從而減緩出砂； 2、使用高壓泵車進行沖砂。,典型示功圖分析,6. 活塞脫出工作筒 圖形特征上

7、沖程中柱塞上行至一點時脫出工作筒，液體漏失量急劇增加，懸點載荷急劇下降。卸載結(jié)束時還由于突然卸載柱塞的振動產(chǎn)生不規(guī)則波狀曲線。示功圖右上方嚴重缺失，上沖程靠后部分載荷明顯變小。 成因分析主要原因是由于防沖距過大或光桿沖程過大造成，還有修井完井數(shù)據(jù)誤差較大所造成。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 調(diào)小防沖距或減少光桿沖程。,典型示功圖分析,7.下碰泵 圖形特征在下沖程快終了時，柱塞與固定凡爾罩相碰，使載荷額外降低。功圖左下角有凸出，在增載部位的曲線是凹形向上的。 成因分析防沖距太小，或壓裂卡砂。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“活塞碰固定閥”

8、時，長時間的碰撞會撞壞“固定閥”，甚至會將泵筒撞掉造成井下落物的嚴重后果。這時我們應： 及時上提防沖距，防止活塞長期撞擊固定閥。,典型示功圖分析,8 .連抽帶噴井的示功圖 圖形特征游動閥和固定閥同時打開，液柱載荷基本上加不到懸點，示功圖的位置和載荷變化大小取決于噴勢的強弱及抽汲液體的黏度。油井連噴帶抽，在柱塞上沖程時，由于游動凡爾下部壓力較大，致使游動凡爾不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴密，載荷升到游動凡爾載荷線，當下沖程時，由于固定凡爾下部壓力較大，致使固定閥也不能關(guān)閉或關(guān)閉不嚴，載荷將不到固定凡爾載荷線。圖形特征為近于水平狀，很少有振動波。圖形兩端有一段曲線近于平行。 成因分析剛由自噴轉(zhuǎn)抽油，油井能量較

9、高，井筒內(nèi)動液面較高，且有氣體在做功的井常為這樣的圖。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,9 .抽油桿斷脫時的示功圖 圖形特征抽油桿斷脫后的懸點載荷實際上是斷脫點以上的抽油桿柱重量，只是由于摩擦力的作用，才使上、下載荷先不重合。圖形的位置取決于斷脫點的位置。圖中抽油桿斷脫的位置在中部。 成因分析抽油桿由于彈性疲勞，深井泵遇到卡使抽油桿柱超過拉伸屈服極限等原因而斷裂，或由于抽油桿之間未上緊而發(fā)生脫扣，這些導致示功圖呈水平條帶狀。油井不出油。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“桿斷脫”時，首先我們應通過功圖計算斷脫點位置，然后根據(jù)斷脫點的深淺選擇措施： 1、斷脫

10、點較淺小于300米，可采取使用吊車配合撈矛進行打撈； 2、斷脫點較深300米以上，則需要小修作業(yè)來修復。,典型示功圖分析,10.固定閥（吸入部分）漏失 圖形特征兩下角缺失 下沖程開始后，由于固定閥漏失，泵內(nèi)壓力不能及時提高而延緩了卸載過程，同時使游動閥不能及時打開。當柱塞速度大于漏失速度后，泵內(nèi)壓力提高到大于液柱壓力，將排出閥打開而卸去液柱載荷，下沖程后半沖程中因柱塞速度減小，當小于漏失速度時，泵內(nèi)壓力降低使排出閥提前關(guān)閉，懸點提前加載（當吸入閥嚴重漏失時，排除閥一直不能打開，懸點不能卸載）。 成因分析由于固定凡爾與凡爾座配合不嚴，凡爾座錐體裝配不緊，凡爾罩內(nèi)落入臟物或結(jié)蠟而卡住凡爾球等原因，

11、都會造成深井泵的吸入部分漏失。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“吸入部分漏失”時，我們應采取以下措施： 1、由于砂、蠟影響造成吸入部分漏失的，可以采取碰泵或洗井進行解決。 2、以上措施無效時就應進行小修作業(yè)換泵來解決了。,典型示功圖分析,11、游動閥（排出部分）漏失 圖形特征上沖程時，泵內(nèi)壓力降低，柱塞兩端產(chǎn)生壓差，使柱塞上面的液體漏到柱塞下部的工作筒內(nèi)，漏失速度隨柱塞下面壓力成反比。由于漏失到柱塞下面的液體有向上的“頂托”作用，使加載減緩。隨著懸點運動的加快，“頂托”作用相對減小，液柱載荷完全加與懸點。當柱塞繼續(xù)上行到后半沖程時，因活塞上行速度又逐漸減慢。在柱

12、塞速度小于漏失速度瞬間，又出現(xiàn)了漏失液體的“頂托”作用，使液柱負荷提前卸載。 成因分析一是游動凡爾裝配不嚴，磨損引起的漏失；一是活塞和泵的襯套配合不緊密，間隙太大或因沉砂磨損活塞和襯套而引起的漏失。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“排出部分漏失”時，我們應采取以下措施： 1、由于砂、蠟影響造成排出部分漏失的，可以采取碰泵或洗井進行解決。 2、以上措施無效時就應進行小修作業(yè)換泵來解決了。,典型示功圖分析,排出閥和吸入閥同時漏失 圖形特征在上沖程過程中，排除部分漏失起主導作用，使圖形左上角和右上角變圓，但負荷線能達到理論上負荷線。在下沖程過程中，吸入部分漏失起主導作

13、用，使圖形左下角和右下角變圓，但下負荷線能降到理論下負荷線處。 成因分析砂蠟和磨損等原因造成吸入和排出部分同時漏失。油井嚴重減產(chǎn)。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,12.泵工作正常但油稠 圖形特點上負荷線高于最大理論負荷線，下負荷線低于最小理論負荷線，圖形肥胖，四個角是圓滑的。 成因分析油稠，使摩擦等附加阻力變大，造成上負荷線偏高，下負荷線偏低。同時，使得凡爾開關(guān)比正常時滯后，凡爾和凡爾座配合不嚴密，造成較大漏失。,理論示功圖,實測示功圖,典型示功圖分析,解決的方法: 當抽油井“稠油影響”時，我們應采取以下措施： 1、使用升溫法降粘，例如：我們常采用的摻熱水生產(chǎn)； 2、加表面活性劑進行

14、降粘。,典型示功圖分析,12.慣性作用下的理論示功圖 慣性載荷的影響使示功圖被扭曲一個角度，使之變?yōu)椴灰?guī)則四邊形，如圖所示。 由于抽油桿柱的振動發(fā)生在粘性液體中，所以為阻尼振動。疊加之后上下線出現(xiàn)逐漸減弱的波浪線。,解決的方法: 在滿足生產(chǎn)的條件下,盡量選擇低沖次.,總結(jié),前面所講的示功圖分析，往往只能對系統(tǒng)的工作狀況做某些定性分析，而無法做出定量的判斷。在深井快速抽吸的條件下，由于泵的工作狀況（活塞負荷的變化）要通過上千米的抽油桿柱傳遞到地面上，在傳遞過程中，因抽油桿柱的震動等因素，使載荷的變化復雜化。 現(xiàn)在，通過數(shù)學方法將地面示功圖轉(zhuǎn)換成泵示功圖進行的分析診斷技術(shù)，可消除地面示功圖分析中許多不定因素，簡化了解釋工作，大大地提高了抽油系統(tǒng)工況的分析水平。,思考題,1、理論示功圖的概念. 2、掌握十三種典型示功圖的特征、并能進行成因分析并提出解決措施.,