时间：2022-10-12 01:58:41
摘要：文章通过对大量现场数据的统计分析，深入研究了影响深井泵泵效的各种开发因素，得出含水率、泵挂深度、沉没度三者与泵效的内在关系。并得出了新立油田扶杨油藏、葡萄花、黑帝庙合理沉没度和合理下泵深度范围。对指导今后对抽油机井生产管理和抽汲参数优化设计具有重要的指导意义。
关键词：泵效 含水率 沉没度
0 引言
抽油机井沉没度是指深井泵在动液面以下的深度，也就是动液面至深井泵的泵吸入口处的液柱高度。它是将油层流体输送到泵筒内的能量标志，其高低对深井泵的工况产生直接的影响。如何确定抽油机井合理沉没度，一直是现场技术人员致力探索的问题。随着油田进入中高含水开发期，综合含水逐年上升，油水混合液物性发生了变化，特别是生产中出现如偏磨井比例增加等新问题。因此，研究中高含水开发期抽油机井合理沉没度更显得极为重要。
1 影响泵效的因素分析
深井泵泵效（η）指的是泵的容积效率，为油井实际产液量与抽油泵的理论排量之比。
通过对深井泵的工作原理分析研究，认为影响深井泵泵效的因素很多，总体可归纳为三个方面：
1.1 充满程度损失的影响
（1）液体黏度：液体黏度低时，若抽油泵配合不当则通过柱塞的漏失量增加，使泵效降低，反之黏度高，上冲程又使泵充不满；
（2）液体温度：抽汲液体温度对泵效的影响是因为它既影响液体的黏度，若柱塞与泵筒材料的温度系数不同，会影响泵的配合，同时温度影响液体中溶解气的逸出；
（3）液体重度：液体重度影响抽油机的负荷，因而影响柱塞的行程，抽汲液的含水量影响其黏度，液体的腐蚀性及所含研磨物（油层出砂）会使泵漏失增加；
（4）气体影响：主要由于泵内压力低于饱和压力，原油中溶解气分离出来占据泵内空间，降低泵充满系数，同时气体也干扰深井泵凡尔工作，使原油不能及时充满泵筒，降低了排量。
1.2冲程损失的影响
主要由于在抽油机上下冲程过程中，油管和抽油杆受交变载荷产生弹性伸缩，使光杆冲程与柱塞冲程之间产生位移差，导致泵效下降。一般讲下泵深度越大、泵径越大、管杆变形越大，则冲程损失越大。另外在稠油中，由于各种摩擦力引起的管、杆变形增大，使冲程损失增大，导致泵效降低。
1.3 由于漏失的影响
由于漏失的影响包括柱塞与泵衬套的间隙漏失、凡尔与凡尔座之间的漏失和油管漏失，这些都可使泵充满系数下降，导致泵效降低。其中柱塞与泵衬套的间隙漏失量研究表明与泵径、泵挂的平方成正比，与泵间隙的三次方成正比，与活塞两端的液柱压差成正比，与抽汲液的运动黏度和柱塞长度成反比。
为了减少以上三个方面对泵效的影响，实现提高泵效的目的，现场常采取控套气、下气锚、增加沉没度等减少气体影响；采取油管锚定器、使用轻质抽油杆、滚轮接箍等减少冲程损失的影响；为了减少漏失影响，根据抽汲液黏度，选择合理下泵深度和泵的级别。
2 影响泵效的因素分析
2.1 影响因素论证
2.1.1沉没度对泵效的影响
沉没度是影响深井泵泵效的重要参数之一，在一定范围内，沉没度高，深井泵的泵吸入口压力大，驴头载荷减小，可减少泵漏失程度，因此有利于泵效的提高。但如果泵的沉没度过高，虽然泵的充满系数较大，但由于抽油杆弹性伸缩加大，泵效提高幅度很小，并且有可能降低；如果沉没度过小，则会出现泵口气体分离较多，泵的充满系数减小，同样会影响泵效，所以应存在一个合理的沉没度。通过对新立油田1000多口正常生产抽油机井实际测得的不同沉没度下的平均泵效η与沉没度Hc进行了回归分析，发现泵效η与沉没度Hc的半对数关系明显，关系式为：
（1）
R2=0.5767
随着沉没度的增加，深井泵泵效逐渐提高，当达到一定程度，泵效提高幅度则越来越小。沉没度越低，泵效越低，当沉没度降低到一定程度时，泵效降低速度加快，主要是由于沉没度过低时导致溶解气分离加剧，气体影响使泵充满系数减小，泵效大幅度下降。
2.1.2油井含水率对泵效的影响
当油井含水率发生变化，使采出液的物性发生变化：一般随着含水的上升，原油粘度下降、混合液比重增加、溶解气含量减少，这些都有利于泵效的提高。通过对新立油田泵况正常的抽油机井采出液的含水率与泵效数据进行回归分析，发现两者存在以下的线性关系，两者的关系式为：
（2）
R2=0.9033
2.1.3 泵挂对泵效的影响
当沉没度相同而深井泵的下泵深度不同时，泵效也不同。深井泵下的越深，冲程损失加大，溶解气含量增高，泵效会降低，现场大量生产数据证明了这一点。例如对新立油田沉没度为150m抽油机井统计发现，随着泵深的增加泵效有所下降，两者呈线性关系。
3 提高深井泵泵效的途径
3.1合理沉没度的确定
目前新立油田已经进入中高含水开发阶段，油井含水级差增大。为了确定不同含水级别下的合理沉没度，对油田正常生产的抽油机井，按照其含水级别将沉没度和泵效的关系进行数理统计，并进行了回归分析，寻找三者内在的规律性。
可以看出，泵效与沉没度存在以下规律：
（1）在沉没度相同的情况下，随着油井含水率的上升，泵效呈逐渐增加趋势；
（2）对于任何含水级别的油井，随着沉没度的增加泵效提高幅度趋于减小；
（3）新立油田最小沉没度应为80-120m，对于含水率≥80%的油井，合理沉没度应在200～350m之间；含水
3.2 合理下泵深度的确定
注水开发油田按油田综合含水率（fw）的变化划分为低含水期（fw≤60%）、高含水期（60%80%）。不同含水开发阶段以及不同含水级别的油井，深井泵的合理下泵深度应该是不同的，因此对处于不同含水阶段的抽油机井下泵深度与泵效的关系进行了回归分析（图1、图2）。
从不同含水阶段的下泵深度与泵效的关系曲线可以看出：
（1）不同含水阶段的抽油机井，随着下泵深度的增加，泵效呈逐渐增加，当出现峰值后，如果进一步加大泵挂，则泵效逐渐下降。分析原因是由于泵挂过深，管杆弹性变形加剧导致冲程损失加大。同时低含水井泵效出现的峰值较高含水井出现晚些，主要由于随着含水率的增加，抽汲液的重度和黏度、含气量发生变化所致。
（2）随抽油井含水率的上升，合理下泵深度逐渐降低。
因此，目前新立油田泵挂深度应控制在1050m以内。对于含水小于60%的油井，合理下泵深度应在900～1100m之间；含水在60～80%的油井，合理下泵深度应为750～1000m之间；含水高于80%的油井合理下泵深度应在800～950m之间。对于含水率高于60%的油井，减小下泵深度，即可以实现提高泵效，又可以减少井下管、杆的用量，节约生产成本。
4 结论及建议
（1）中高含水开采期，下泵深度不易过大，特别是泵径大于56mm的深井泵更应减小下泵深度；
（2）合理沉没度范围应因井而宜，含水大于80%的油井，合理沉没度应为200～350m之间，含水小于80%的油井，合理沉没度应为300～400m之间。
（3）为提高泵效，应加强抽油机井日常生产管理，对于沉没度低的井应采取控套气措施，尽量不要采取加深泵挂的措施。
（4）对于沉没度偏高的井，根据生产实际采取换大泵或上提泵挂措施来提高泵效。
参考文献
[1]陈涛平、胡靖邦.高等院校天然气类规划教材.石油工业出版社.北京：2000.2
作者简介：包洪军（1994.07-），男，工程师，1994.07毕业于吉林石油学校采油工程专业，长期从事采油技术管理工作。