樊学油区抽油机井异常工况诊断与处理

峁向涛，韩 亮，谷瑞涛

延长油田股份有限公司定边采油厂樊学采油队(陕西定边718600)

樊学油区抽油机井异常工况诊断与处理

峁向涛，韩 亮，谷瑞涛

延长油田股份有限公司定边采油厂樊学采油队(陕西定边718600)

抽油机井在正常生产过程中，示功图形状变化不大，上下行电流相对稳定，憋压曲线正常，低压油井井口呼吸有规律可循。当任一动态参数发生异常，很有可能是抽油机井出现某种问题，此时应及时分析判明原因并采取相应的措施，使油井恢复正常生产。介绍了抽油机井异常工况诊断的几种方法，并结合实例分析了抽油杆断脱、泵漏失及出油管线堵塞等情况下上下行电流、示功图、憋压曲线或井口呼吸等参数的具体变化，指出，实际操作中，几种参数应结合判断，综合考虑，才能准确判明油井工况。

抽油机;上下行电流;示功图;憋压曲线;井口呼吸;油井工况

樊学油区有生产井900多口，日均产油1 300t，异常工况井日均4口，影响产油量约10t;由于油井分布分散、专业技术人员配备不足等原因造成处理滞后，而尽早恢复油井正常生产，减少产量损失，可提高最终经济效益。因此，进行抽油机井井口憋压或产液对比等日常管护操作，能随时观测抽油机井工况问题，并与其他方法综合诊断，可准确判断泵况，油管、杆工作状况及地面辅助设备是否正常等，从而及时、有效地处理故障，恢复油井正常生产。

1 抽油机井异常工况诊断方法

1.1 示功图

示功图是分析深井泵工作状况的主要依据，通过示功图对比，可初步判断抽油杆断脱、泵管漏失及柱塞与泵筒的配合情况，也可判断出砂、结蜡、气体等对泵况的影响。在实际分析中，应与油井动态资料(如动液面、油井产量、压力及抽油机正常运行时电动机的上下行电流等)进行综合分析［1］。

1.2 憋压曲线法

憋压曲线是在憋压过程中，记录每个上下冲程的压力值，然后根据该井实际情况确定几个冲程作为描点时间，绘制压力曲线分析和判断抽油机泵管漏失、油杆断脱等情况［2］。

1)开抽憋压时，压力曲线呈上升趋势，停机稳压时，压力不变，说明泵况正常。

2)开抽憋压时，压力曲线上下波动，上冲程时压力上升，下冲程时压力下降，停机稳压时，压力不变，说明固定阀漏失。

3)开抽憋压时，压力曲线上下波动，上冲程时压力先上升后下降，下冲程时压力基本不变，停机稳压时压力稳定在油压值，说明排除部分漏失(可能是游动阀漏失、油管漏失或柱塞与衬套间隙间漏)。

4)憋压时，井口不起压，压力曲线示值与油压值相等，说明油杆断脱。

1.3 井口呼吸观察法

井口呼吸观察法只应用于地层压力低的油井，通过观察抽油泵上、下“呼吸”情况来判断抽油泵的故障［2］。

1)当抽油泵吸入部分严重漏失或堵塞时，油井表现为泵不排液，且光杆上行时井口出气，下行时倒吸气。

2)当抽油泵排出部分漏失时，油井表现为泵不排液，且光杆上行初期井口稍微出气，接着又有倒吸气现象。

3)若光杆上行时井口出气大，下行时井口出气小，根据日常积累经验，此时泵况良好，只是因为液体还未抽到井口所造成的。

1.4 电流分析法

在生产过程中，通过录取观察，总结、归纳出抽油机上下行电流的变化规律。

1)当抽油杆断脱、油管断脱、脱接器脱落时，现象为抽油机上行电流突然减少，下行电流增大，断脱位置不同电流变化情况不同。

2)柱塞结蜡时，使游动阀常开，现象为抽油机上行电流减少，下行电流增大;油管结蜡时，现象为抽油机上、下行电流逐渐增大。

3)出油管线堵塞时，现象为抽油机上行电流增大，下行电流减小。

4)间歇出油井，现象为抽油机上下行电流来回波动［2］。

5)抽油机井卡泵时，现象为上下行电流同时增

大［3］。

经验证，利用电流变化规律，再结合示功图或憋压曲线等参数，对判明油井工况具有良好效果。

2 应用实例与效果

2.1 抽油杆断脱

2014年5月20日07:00，采油工在录取完定4490-4井动态参数后，对比发现电流表现异常，即上行电流下降幅度大，下行电流上升(表1)，量油后发现降产5.896m3/d，汇报后，技术员立刻测示功图(图1)进行核实，发现示功图载荷明显减小，图形变窄，初步判断该井断脱，经修井作业起出后，原井杆柱第145根本体断。

表1 2014年定4490-4动态数据表

图1 正常与抽油杆断脱示功图叠加对比

原因分析:抽油机正常生产时，悬点载荷主要由惯性、液体对柱塞的顶托、抽油杆及柱塞上部液体的重量等综合作用组成。由于锻造缺陷、杆柱磨损、结蜡、震动及腐蚀出砂的影响，易造成抽油杆断脱［4］。当抽油杆断脱后，驴头载荷实际上是断脱点以上的抽油杆柱重量，只是由于摩擦力的作用，才使上、下载荷线不重合［5］。光杆上行时，由于悬点载荷减小，利用平衡块重力势能即可克服剩余杆柱重量，电机做功小，电流下降;光杆下行时，由于悬点载荷减小，电动机要配合杆柱来拉起平衡块，电机做功大，电流上升。因此，抽油杆断脱后电机的上行电流下降幅度大，下行电流上升。

2.2 抽油机井漏失

由于泵挂位置深，在抽吸过程中，管杆摩擦、产液腐蚀等情况，都会导致泵阀、油管漏失等异常工况发生。

2.2.1 固定阀漏失

2014年6月11日07:00，采油工对定43020-4井进行憋压操作，并绘制曲线(图2)，发现开抽憋压时，压力上下波动，上冲程时压力上升，下冲程时压力下降，停机稳压后，压力不变，量油后发现液量明显下降(表2)，初步判断抽油泵吸入部分漏失，经修井检泵起出后，原抽油泵球座刺。

图2 定43020-4井憋压曲线

原因分析:抽油杆上行时，柱塞带动液体向上运动，井口排出有效冲程一段液体，因为液体的顶托作用，压力上升;抽油杆下行时，由于吸入部分漏失，柱塞以下压力不能及时提高，游动阀打开滞后，压力下降;只有当漏失速度小于柱塞下行速度时，才有液体排出，此时，压力下降减缓，但如果吸入部分漏失严重，游动阀始终处于关闭状态，压力一直下降。

2.2.2 游动阀漏失

2014年5月29日07:00，采油工对定4611-5井量油时发现产量下降明显(表3)，为进一步核实，采油工进行呼吸观察，发现上行时开始稍微出气，随后又出现吸气现象，根据油井资料(表3)显示，油井供液良好，因此，初步判断抽油泵排出部分漏失，经常规清蜡检泵起出后，原抽油泵游动凡尔磨损。

原因分析:①排出部分漏失:上冲程当柱塞上行速度大于泵漏失速度时，液柱向上走了一段距离，所以顶出一点气，但若游动阀漏失，液柱又下降，因而接着又出现吸气现象。②吸入部分漏失:当柱塞上行时，由于游动阀和柱塞密封严密，柱塞以上的气体被排出，井口表现为出气;在柱塞下行时，由于固定阀严重漏失或井口部分堵塞，泵工作筒内无油液，使游动阀不能打开，油管内液柱随柱塞一起向下移动而吸气［1］。

表2 2014年定43020-4动态数据表

表3 2014年定4611-5井资料统计表

2.3 出油管线堵塞

2014年6月16日07:00，采油工录取定4192井电流资料时发现，上电流较往常上升，下电流下降(表4)，量油后产量下降7.82m3/d，绘制憋压曲线(图3)后发现，压力呈上升趋势，稳压3min后，压力保持在3.6MPa，说明泵况良好，为进一步落实原因，采油工打开油样阀，发现油井正常上液，初步判断出油管线堵，汇报并清管线后，电流正常，产量恢复。

表4 2014年定4192资料登记表

图3 定4192井憋压曲线

原因分析:出油管线堵塞以后，管径缩小，增大液体流动阻力，流速降低，井口压力上升，产量下降。上行时，附加流动阻力叠加于悬点，电机做功增多，电流上升;下行时，井口回压作用在柱塞端面，使悬点载荷增大，电机做功减少，电流下降。

3 结论与建议

1)在实际应用中，判断抽油机井故障的几种方法应相互补充，以准确判明油井工况，为修井检泵作业或采取其他措施提供技术依据。

2)制定合理规章制度，要采油工认真录取油井动态基础资料，并上报有关部门，及时对工况异常井采取措施，恢复油井正常生产，减少产量损失，提高经济效益。

3)准确做好各项诊断反馈登记(如该井结蜡、腐蚀是否严重等)，为以后的判断提供资料依据。

4)对油区按照主要异常原因(如断杆、漏失频次过高)进行分类，可选择加药、调参等技术措施延长油井的免修期。

［1］张琪.采油工程原理与设计［M］.东营:中国石油大学出版社，2000.

［2］车太杰.采油生产常见故障诊断与处理［M］.北京:石油工业出版社，2010.

［3］郭凤华.浅析抽油机电流，示功图变化诊断油井故障［J］，石油科技论坛，2012(3):22-24.

［4］韩亮，张帆，冯爱霞.樊学油区杆柱断脱现象的原因及治理措施［J］.石油工业技术监督，2014，30(4):51-53.

［5］赵淑敏.抽油机井工况诊断方法探讨［J］.中国石油和化工标准与质量，2011(6):194-195.

There is little change in the shape of indicator diagram of a pumping unit well in normal production process.The upward and downward current is stable，the pressure holding curve is normal，and the wellhead breathing of low pressure wells is regular. When any dynamic parameter is abnormal，some kind of problem of the pumping well may have occurred.Therefore the causes should be analyzed and the appropriate measures should be taken to make the oil well resume normal production.Several diagnosis methods of the abnormal conditions of pumping unit wells are introduced，and the changes of the upward and downward current，the indicator diagram，the pressure holding curve and the wellhead breathing parameters of the pumping unit wells under the conditions of sucker rod breaking off，pump leakage and flowline being plugged separately are analyzed by cases.It is pointed out that in practice，several parameters should be comprehensively considered to accurately judge the condition of the pumping unit wells.

pumping unit;upward and downward current;indicator diagram;pressure holding curve;wellhead breathing;oil well condition

梅

2014-07-11

峁向涛(1989-)，男，现主要从事油井异常工况诊断与处理等方面工作。