示功图校液面技术在陆梁油田的应用

刘从领 王帅星 白璐 方平

（1.江苏油田石油工程技术研究院；2.新疆油田公司陆梁油田作业区；3.新疆油田公司采油二厂）

1 概述

油井动液面是反映地层供液能力的重要指标，是影响机采系统设计、计算系统效率的关键参数。目前油田测量动液面经常碰到因套管放气阀出油而无法测试动液面的情况，而一些隔抽井[1]或油套环空存在死油环的油井无法测得准确的液面（例如会出现动液面测试值显示液面距井口很近，而示功图又显示供液不足的矛盾），难以为掌握地层供液能力、设计油井下泵深度、计算系统效率提供依据，准确获取油井动液面成为油田需要解决的一个重要问题。隔抽井示意图1。

图1 隔抽井示意图

陆梁油田有隔抽井102口，另外，生产现场通常每月测试一次液面，陆梁油田约有6%的油井套压大于3MPa，人工测试存在低频问题及安全风险，而陆梁油田自动化系统中示功图每日一张，因此，通过示功图探究动液面很有意义。

2 示功图校液面技术原理

2.1 理论模型

静载荷是指在同向冲程中保持不变的力（抽油杆柱自重、液柱重量、油压、套压等）所产生的悬点载荷[2-3]。

上冲程中悬点静载荷由三部分组成：抽油杆柱重力、作用于柱塞上部环形的载荷、作用于柱塞底部的载荷。上静载计算公式如下：

式中：Wi为上冲程静载荷，kN；Wr为抽油杆柱在空气中的重力，kN；p0为泵排出压力，kPa；Ap为柱塞截面积，cm2；Ar为抽油杆截面积，cm2；pi为泵吸入压力，kPa；ρl为井液密度，t/m3；ρr为抽油杆密度，t/m3；g为重力加速，9.81m/s2；Lp为泵深，m；Lf为动液面，m；pt、pc为油压、套压，kPa。

下冲程中悬点静载荷W′i由两部分组成：抽油杆柱在液柱中的重力、井口回压作用在抽油杆柱上的载荷。下静载计算公式如下：

由式（2）与式（3）相减得出静载差计算公式：

动液面计算公式如下：

由式（5）可知，静载差与动液面线性正相关。获取油井功图后，标记出上下静载线，一般取功图上下死点处的两条平行线，平行线的距离即静载差，将静载差代入式（6）得到动液面数值。

2.2 精度验证

以5512井为例，现场实测动液面为782m，取测试当日示功图校得动液面为835m，5512井示功图动液面见图2，误差为6.90。以此类推，对比校正了11口井动液面的实测值与功图校取值，示功图校取动液面误差统计见表1，由表1数据可得平均误差为5.8%[4-5]。

表1 示功图校取动液面误差统计

图2 5512井示功图动液面

3 现场应用

3.1 隔抽井应用

6331是一口隔抽井，产液量13.8t/d，泵径38mm、冲程5m、冲次4.9次/min（理论排量40t/d），改造前示功图校得液面1700m，显然该井生产参数偏大，处于供液不足状态。再次检泵时加深泵挂、降低冲次，产液量18.6t/d，改造后示功图校得液面1470m，系统效率由24.88%提高至43.52%，吨液单耗节电率50.82%，6331井改造前、后示功图见图3。

图3 6331井改造前、后示功图

6370井，产液量42.7t/d，泵径38mm、冲程5m、冲次5次/min（理论排量40t/d），改造前示功图校得液面400m，显然该井供液充足。再次检泵时加大泵径、上提泵挂、降低冲次，产液量41.3t/d，改造后示功图校得液面306m，系统效率由19.79%提高至34.73%，吨液单耗节电率43.35%，6370井改造前、后示功图见图4。

图4 6370井改造前、后示功图

陆梁油田隔抽井实施效果统计见表2，产液量由21.2t/d上升至22.2t/d，泵径增加，杆速下降，系统效率从22.37%提高至32.22%[6-8]。

3.2 结蜡井应用

陆梁油田油井结蜡现象突出，是导致检泵的最主要原因，部分结蜡严重的井，因油套环空出现死油环，影响动液面测试的准确性。结蜡井示功图的下静载往往比下死点载荷值大，计算动液面前需进行静载荷的确认计算，由式（3）可知杆、管、泵确定后，下静载也随之确定，不受液面、结蜡等影响。

9134井上静载29.5kN，9134井示功图见图5，根据下死点载荷16.3kN计算的动液面数值为1070m，与实测液面199m差距大；而通过计算确认该井的下静载为25.9kN，此时算的动液面数值为224m，与实测值吻合[9-10]。

4 结论

现场应用表明，通过示功图校取油井动液面可以解决油井生产中的诸多问题。

1）对于测不出液面的隔抽井，由示功图校取液面开展优化设计。

2）对于液面测试不准确的油井，可以通过示功图校取液面掌握真实供液能力，从而为提液井确定更加合理的产量目标等。

3）通过示功图校取油井动液面，可以更及时地掌握油井动态，规避人工测试的低频问题及各种安全风险。

4）动液面是计算系统效率的重要参数，通过示功图校核液面可以获得更加准确的系统效率数值。