创新抽油机井系统效率控制图研究

摘要：根据基本模型和边界条件，建立了抽油机井系统效率宏观控制图，对抽油机井系统效率进行区块管理，重点分析研究问题井，采取相应的技术措施，提高了系统效率，应用效果明显。

关键词：抽油机 系统效率 控制图节点分析 效果评价

1系统效率计算与基本模型的建立

抽油机井系统效率的高低与泵效、泵挂深度、举升高度有密切关系，系统效率基本公式：

，（1）

式中：，光杆功率

所以代入（1）式，由于；

就有系统效率：

；（2）

1.1泵效

影响泵效的因素有冲程损失、泵充满程度、漏失量及余隙体积等。即：

，（3）

（1）冲程损失对泵效影响的理沦表达式：

η冲程损失 ，（4）

（2）充满程度对泵效影响的理沦表达式：

η充满程度，将原油溶解系数R=4.15m3/( m3MPa)和气液比C=0.86K（1-fw）代入有

η充满程度，（5）

（3）泵漏失量对泵效影响的理沦表达式：

η泵漏失 =η间隙漏×η凡尔漏 ，（6）

对一级泵，取Φ56泵，动液面650m算，得出η间隙漏=99．98%，η凡尔漏=98．99%，所以有η泵漏失=99．98%*98．99%=98．97%。

（4）余隙体积对泵效的影响：T1=l一0．387h／s

η余隙体积=1-0.387h/s，（7）

式中：防冲距取h=0.5m，代入上式得η余隙体积=l-0.1935/s；将（4）、（5）、（6）、（7）7式代入（3）式，得泵效理论表达式：

η泵

B，（8）

其中E= O．9897(1-0.1935/s)

1.2举升高度

H ，（9）

将（8）式、（9）式代入（2）式得：

η系，（10）

其中：M

对于抽油机井来讲，当取定L、P油、K和fw时，上式就是一个η系=f（P沉），这一关系就是控制图制作的理论模型。

式中：η系为系统效率；P沉为沉没压力；L为下泵深度；K为油气体积比；为水的质量分数；ft为抽油杆直径；fr为油管直径；s为冲程；γ为混合液密度；P油为油压；E为弹性系数，

2 区域界线

2.1区域界线的确定

图1抽油机井系统效率控制图

在图l抽油机井系统效率控制图边界线中，各油层界线分别满足条件：

a线：系统效率理论下限；η系=f（L、fw、K、P沉)）L=750m，fw=40%，K=150b线：理论系统效率平均值线；η系=f(L、fw、K、P沉)L、fw、K取平均值；c线：理论系统效率上限；η系=f(L、fw、K、P沉)L=1100m，fw=95%，K=20；d线：系统效率合理界线。η系=l0%；e线：设计允许的沉没压力上限；P沉=4.0MPa；f线：设汁允许的沉没压力下限；P沉=2.0MPa；g线：系统效率负值下限；η系=5.0%

2.2各区域的解释

效率合理区：该区域的抽油机井泵吸入口压力为0.5MPa-4.OMPa，其系统效率反映了合理工作状态下的水平。供液不足区：该区域的抽油井系统效率小于10%，沉没压力大于2.OMPa，泵漏失造成吸入口压力高，井下效率低，采取以检泵为主的维护措施，可使油井进入合理区。效率偏小区：该区域的抽油机井系统效率一般为10%一20%，泵吸入口压力大于4.OMPa，位于该区域的抽油机井，虽然泵效高，但沉没压力高，举升高度小，系统效率仍然不高，采取调大参数、小泵换大泵等工艺措施，可使油井进入合理区。效率偏大区：该区域的抽油机井系统效率在10%以下，沉没压力在2.0MPa以下，这部分抽油机井虽然举升高度大，但泵效低，系统效率低。采取调小参数、大泵换小泵可使油井进入合理区。效率核实区：该区域的抽油机井资料有误，须进一步落实。自喷区：该区域的抽油机井具有自喷能力，油层对抽油机作功。

3应用效果

应用前抽油机井分布：统计558口，合理区248口，比例49.9%；效率偏小区31口，比例6.2%；效率偏大区102口，比例20.5%；潜力区28口，比例5.6%；资料待落实区87口，比例17.5%；自喷区18口，比例3.6%。应用后抽油机井分布：统计561口，合理区281口，比例56.5%；效率偏小区28口，比例5.6%；效率偏大区87口，比例17.5%；潜力区25口，比例5.0%；资料待落实区75口，比例15.1%；自喷区18口，比例3.6%。

4结束语

对系统效率理论、直观控制图版、节点因素进行了分析，并提出了提高抽油井系统的有效方法，解决了目前在计算和管理抽油机井系统效率时，采取单井逐一分析判断方式、工作效率不高、人力消耗巨大，不符合现代化管理要求的问题。

参考文献：

[1] 王鸿勋.机械采油井系统效率测试及计算方法[M].北京：石油工业出版社，1994．

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。