示功图分析诊断油井工况应用研究

王文钢

（中油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁盘锦　124010）

示功图分析诊断油井工况应用研究

王文钢

（中油辽河油田公司钻采工艺研究院，辽宁盘锦124010）

在油田生产中，示功图是直接测量得到的，直观反映了抽油机的工作状态，是进一步分析抽油泵工作状态的主要依据。本文基于油井诊断系统，在前人研究的基础上从新的角度出发提取示功图特征，然后建立一种新的故障诊断规则，定性分析和定量分析相结合，为油田生产的经济运行提供建议。

示功图油井诊断系统故障诊断

1　概述

辽河油田曙一区SAGD 超稠油开发是继蒸汽吞吐后的重要接替技术，目前，该区块举升工艺采用API标准系列之外φ108、φ 120mm、φ140mm系列有杆泵举升技术，同时配套杆柱脱接技术、杆柱防脱技术。本文通过列举SAGD区块内典型井例，结合油田生产实际情况，对示功图做出正确诊断，为生产井的正常运行提供科学依据和辅助建议。

2　典型井分析

杜84-馆平55井是曙一区SAGD开发重点井，于2008年底转入SAGD生产，2011年9月15日～2011年10月15日期间，该井举升采用φ140有杆泵举升技术生产，生产期间该井平均日产液264.3m3/d，平均日产油39.6 m3/d，平均泵效73.4%，为定量和定性分析该井示功图情况，取2011年10月4日该井示功图曲线，对该井进行评价分析。

2.1总体评价分析

从示功图1中可以看出，该井示功图总体形状呈平行四变形状，上下冲程曲线基本平行对称，由于SAGD井油品属超稠油系列，粘度≥10000mpa·s，因此在上冲程初始阶段，杆柱末端向上运动的瞬间存在加速度，导致抽油机负荷瞬间增加，进入匀速运行阶段后，抽油机负荷恢复正常，下冲程开始阶段，由于杆柱瞬间变向，发生振动，振动载荷导致曲线出现锯齿形状，待杆柱运行平稳后，曲线恢复正常，通过以上定性分析，该井示功图走势基本正常。

2.2定量分析

2.2.1抽油机悬点载荷分析

根据以上技术参数，采油杆柱优化设计软件，通过对当日抽油机悬点载荷计算，得到以下结论：抽油机悬点最大载荷：75.4KN，抽油机悬点最小载荷：15.2KN。与测试示功图抽油机载荷基本吻合。

图1　杜84-馆H55井示功图

表1　基本参数表

2.2.2抽油杆柱、油管柱冲程损失分析

在抽油泵正常抽汲过程中，由于液柱载荷使抽油杆柱和油管柱发生伸缩变形，引起活塞冲程小于光杆冲程，其定量分析可由下列计算方法得到：

式中：λ：冲程损失（油管与抽油杆伸缩变形长度之和）；E：钢的弹性模量，2.1×107N/cm2，L：抽油杆柱长度，m；杆f、管f：抽油杆及油管金属部分截面积，cm2；液P：作用在活塞全面积上的液柱载荷，N。

通过理论计算可以得到：

抽油杆柱冲程损失λ1=0.58m；油管柱损失λ2=0.11m。冲程损失λ=0.68m。

与示功图中上冲程加载线基本吻合，计算结果精确的反应了冲程损失的量化结果，为进一步核实抽油泵泵效来源，将冲程损失转化为泵效损失：抽油杆柱冲程损失导致泵效损失：6.7%；油管柱损失导致泵效损失：1.4%，总冲程损失8.1%。

2.2.3抽油泵间隙漏失量损失分析

抽油泵间隙漏失量损失虽无法对示功图定量分析提供直接帮助，但通过间隙漏失量定量分析，可以分析抽油泵泵效是否正常，间接为油田生产提供辅助建议。

当选取φ120泵，2级间隙上限，试验压力10Mpa等技术参数时，得到平均理论漏失量值为18900ml/min。

通过计算可以得到，间隙漏失量转化为泵效损失为17.9%，由于该井供液充足，因此抽油泵泵效客观影响因素之和为26%，与该井平均泵效73.4%相比，抽油泵工作正常。

3　实例分析小结

通过井下实测示功图测试结果，对示功图形状做出基本判定，同时将实测示功图与理论示功图进行对比，最终确定实测示功图是否正常，如果正常，则不用准备任何改进措施，可以继续生产，如果失效，属于哪种失效原因，为油井生产做出初步诊断。

［1］崔振华.有杆抽油系统［M］.北京：石油工业出版社，1994.

［2］张琪.采油工程原理与设计［M］.东营：石油大学出版社，2000.

王文钢（1985—），男，工程师，2014年毕业东北石油大学机械科学学院，现从事油气田开发科研工作。