抽油井示功图应用实例与调整效果分析

王海霞 王海荣

【摘 要】现场可以通过对抽油井示功图的实时采集和对比分析，能够快速并准确地识别油井故障，获知抽油泵的工作状况，从而可以选择合理的采油工作制度和检泵措施，并提出相应的抽油井技术管理办法。文章分析了抽油井冲程上、下行电流与示功图变化特点，分析了皮带断、抽油杆断脱、井卡等情况下上、下行电流与示功图的具体变化，以准确诊断分析抽油井故障。

【关键词】抽油机；示功图；泵漏失；故障分析

示功图是反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的封闭曲线，其纵坐标为抽油机的悬点载荷，横坐标为抽油机的冲程。示功图可以定性地分析抽油泵的工作情况，是了解泵在井下工作状况的重要手段。抽油井出现故障，生产就要受到影响，通过分析、判断，再根据具体故障采取具体措施才能使油井恢复正常生产。在动态参数中，抽油机上、下行电流及示功图是反应油井工况异常最明显、最快捷的动态参数。通过分析示功图，可以知道抽油机负荷的变化、泵的工作状况，各项参数配合是否合理，是否受到砂、蜡、气、水的影响，油层供液能力是否充足，抽油杆工作是否正常等，由示功图及时诊断抽油井工作状况，从而及时调整工作制度。

1、抽油井示功图应用实例与调整效果分析

抽油机在生产过程中，通过所辖区块油井动态参数的实时监测，总结、归纳出抽油机上、下行电流、示功图的变化规律，经验证，利用这些动态参数判断油井工况具有良好效果。通常可以利用抽油机上下行电流、示功图变化规律，对地面故障、井下故障等油井工况进行判断，及时采取措施恢复油井生产。

1.1抽油机泵漏失判断

1.1.1泵漏原因分析

抽油泵正常生产时，上冲程，抽油杆带动活塞向上运动，活塞上游动凡尔在油管内液柱作用下而关闭，并排出活塞冲程一段液体。与此同时，泵筒内压力下降，在环形空间的液柱压力作用下，固定凡尔打开，井内液体进入泵内，占据活塞所让出的空间；下冲程，抽油杆带动活塞向下运动，泵筒液柱受压缩，压力增加，当此压力等于环空液柱压力时，固定凡尔靠自重而关闭。活塞继续下行，泵内压力升高，当泵内压力超过油管内液柱压力时，泵内液柱即顶开游动凡尔，并将载荷转移到油管内。泵漏失有三种情况：一是球座是否刺损或球磨损，二是凡尔球有杂物或其它硬物垫住，使球与球座密封不严，三是由于结蜡影响，使凡尔不工作。第一种情况只能通过作业处理，第二、三种情况可以通过热洗处理，处理不好只能作业处理。处理和预防泵漏失对两率的贡献极大，在每年的检泵作业井中也都存在着起出杆管泵无异常，说明在异常井诊断上有失误，存在处理方法不到位情况。

1.1.2利用功图判断漏失类型

由于抽油泵工作环境十分恶劣，机械磨损或井下液体的腐蚀都会导致抽油泵漏失、失灵等故障，泵漏失可分为游动凡尔漏失、固定凡尔漏失、双凡尔漏失。①游动凡尔漏。现象：量油产量下降、示功图增载缓慢、液面上升、上电流比正常时小，下电流正常，憋压时上冲程压力上升缓慢。将驴头停在上死点稳压，游动凡尔漏失稳不住。②固定凡尔漏。现象：量油产量下降、示功图卸载缓慢、液面上升、上电流正常，下电流正常，憋压时上冲程压力上升，下冲程压力下降，压力憋得越高，上下冲程压力变化越大，将驴头停在下死点稳压，固定凡尔漏失稳不住。③双凡尔漏。现象：量油产量下降，液面上升，增载卸载都很缓慢，图形圆滑，漏失严重时的功图与断脱功图相似，憋泵压力上升，稳压稳不住。

1.2抽油杆断脱

2016年7月19日发现某抽油井上、下行电流、示功图有明显改变，从曲线看上行电流突然下降，行电流突然上升，又查看示功图，发现示功图载荷明显减小，图形变窄，说明抽油井的井下负荷突然减小，从参数和图形分析该异常为断脱，经过与巡井工人联系现场查看证实为抽油杆断脱。当抽油杆上行程时，由于井下一端负荷小，靠平衡块就能将驴头拉起，电机做功小，因此电流下降，下行時，由于井下负荷小，平衡块要靠电机做功才能将它举升上去，电机做功大，所以电流上升。断脱的部位越靠上，抽油杆上部越轻，上行电流下降越多。

1.3井卡

2016年4月7日发现某抽油井上、下行电流同时突然升高，又查看示功图，发现示功图明显改变，从参数和图形分析该异常为井卡，经与巡井人员取得联系现场查看核实为井卡。分析井卡后柱塞在泵筒无法移动只有抽油杆的伸缩变形，上冲程中悬点载荷先是缓慢增加，将被压缩而弯曲的抽油杆柱拉直，到达卡死点位置后，抽油杆柱因受拉而伸长，悬点载荷大幅度增加，下冲程中先是恢复弹性变形，到卡死点后抽油杆柱被压缩而发生弯曲，所以在卡死点的前后段示功图会有两个斜率段，由于柱塞被卡，导致抽油泵不能抽出液体。

1.4皮带断

2016年5月发现某井上、下行电流明显下降，从曲线上看，该井电流突然下降，与此同时温度也随之下降，综合分析该异常为皮带断或油井偷停，经巡井人员现场验证异常为皮带断。当抽油机皮带断后，电机处于空转状态，抽油泵停止工作，做功减少，所以电流下降，由于没有液体抽出，温度也随之下降，抽油井偷停与皮带断特征相近，这些只是地面故障，不会影响示功图的变化。

2、示功图及调整措施

2.1供液不足

供液不足的示功图一般表现为增载正常，卸载延迟，卸载线和增载线平行，图形呈刀把状。主要原因为供液不足的井液面较低，只有当泵内柱塞遇到液面后才开始卸载造成的。供液不足的井大多油层能量低、无法满足泵排量的需求，是低产主要原因。调整措施一般为下调工作制度、关井恢复液面，或者上修加深泵挂等。

2.2气体影响

气体影响的示功图一般表现为增载正常，卸载为圆弧状。主要原因为液面较深，当套压太高气体进入泵桶导致。气体影响的井大多油层能量低、液面较深，沉没度小，也是低产主要原因。调整措施一般为安装定压泄气阀，或者上修加装气锚等。

2.3断杆

抽油杆断脱的示功图图形为一条线，无明显的增、卸载，功图位于正常载荷的中下部位，杆断位置决定杆断后示功图的位置。现场表现为井口不出液，电流及抽油机不平衡，井口憋压不起压等。若断脱位置较浅，可直接上吊车打捞，否则直接上修检泵。

2.4井筒乳化、油稠

乳化、油稠的示功图为上负荷线高于最大理论负荷线，下负荷线低于最小理论负荷线，图形比较肥胖，四角圆滑。图形产生变异，但泵总体做功面积和充满系数较高，排液仍然正常，出液性质变化。主要对进泵液体降粘，可采取环空加药，亦可采取环空加热措施，或者采用反馈抽稠泵机抽。

3、几点认识

（1）通过远程监测技术实时监测油井电流、载荷、示功图等参数变化，可及时判断抽油井生产情况，排除故障，实现降本增效。

（2）在电流互感器发生损坏时，电流变化可造成假异常现象，因此，要及时维护各个采集部件。

（3）当抽油井的电流、示功图发生改变时，井下工况很可能发生了异常，单独应用上、下行电流或示功图判断油井工况还具有局限性，两者应结合判断。

（4）抽油井的工况相当复杂，不仅仅只受单一因素影响，而是受两种或多种因素相结合的影响，通过抽油井示功图的对比分析，找出目前影响生产的最主要因素，提出合理的解决办法。

【参考文献】

[1]张海云.塔河油田典型示功图分析.油气井测试，2003，12（2）：40～43

[2] 陈刚等.超稠油标准示功图识别与分析.特种油气藏. 2002，9（6）：60～65.