楊懷華 楊艷波 梁爽 隋磊 趙棟

摘要：抽油井正常生產(chǎn)需要穩(wěn)定的供采平衡，而合理沉沒度是油井能否達(dá)到供采平衡的一個衡量尺度。抽油泵合理沉沒壓力或沉沒度的確定是抽油機(jī)井管理的核心，是保證油井穩(wěn)產(chǎn)，使抽油機(jī)在高系統(tǒng)效率、低能耗下運(yùn)行的關(guān)鍵因素，是延長油井免修期，最終達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益的前提。本文在充分調(diào)研基礎(chǔ)上加強(qiáng)研究、全面分析油井產(chǎn)能、流體物性、工作參數(shù)設(shè)備狀況等因素對抽油泵合理沉沒壓力影響的基礎(chǔ)上，確定抽油泵合理沉沒度確定思路和方法。采用模糊評判方法，選擇泵效、系統(tǒng)效率、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益、設(shè)備利用率多個目標(biāo)函數(shù)對方案進(jìn)行優(yōu)選。準(zhǔn)確預(yù)測油井產(chǎn)能是油井生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，根據(jù)不同油井的生產(chǎn)情況和資料情況，利用曲線擬合法找出沉沒度與泵效、系統(tǒng)效率的相互關(guān)系，結(jié)合檢泵率，最終確立抽油機(jī)井沉沒度的合理范圍，為油田生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)。

關(guān)建詞：油井沉沒度；泵效；系統(tǒng)效率；合理范圍

油井沉沒度過低對油井結(jié)蠟、結(jié)垢、油管刺漏、砂卡、泵漏失都有影響。技術(shù)人員應(yīng)強(qiáng)化合理沉沒度意識，積極摸索油井合理沉沒度區(qū)間，每口井都要摸索，由每口井合理沉沒度制定出科學(xué)的區(qū)塊合理沉沒度。積極貫徹合理沉沒度制度，通過安裝二級減速裝置、間抽、提撈等措施，確保供采平衡。謹(jǐn)慎調(diào)大參數(shù)，加大新技術(shù)應(yīng)用，解決沉沒度不容易監(jiān)測到位的問題。

1 合理沉沒度判別

實(shí)際上對于抽油井，沉沒度過低不僅僅是容易燒泵，也將出現(xiàn)油井結(jié)蠟、結(jié)垢、油管刺漏、出砂等一系列難題，給后續(xù)治理工作帶來意想不到的難度。目前，低產(chǎn)液區(qū)油井合理沉沒度的概念，在相當(dāng)一部分人的理念里，還停留在一個油井參數(shù)的位置，并未給予足夠重視，不知道沉沒度過低會造成一系列影響油井正常生產(chǎn)的后果。產(chǎn)量緊張是破壞合理沉沒度的首要原因，但破壞合理沉沒度，不但不能增加產(chǎn)量，反而使產(chǎn)量減少，甚至出現(xiàn)長期躺井現(xiàn)象。本文緊密結(jié)合井下作業(yè)施工現(xiàn)場實(shí)際，分析了油井沉沒度對油井正常生產(chǎn)的影響，得出沉沒度過低將會直接導(dǎo)致油井結(jié)蠟、結(jié)垢、管柱刺漏、活塞磨黑、球座刺漏等結(jié)論，同時闡述了長期執(zhí)行科學(xué)有效的合理沉沒度制度的必要性。

2 沉沒度過低所造成的主要危害

2.1 產(chǎn)能高的井沉沒度過低易造成油井結(jié)蠟和油管刺漏

一般認(rèn)為油井結(jié)蠟僅僅是清蠟不及時才導(dǎo)致的，但在實(shí)際工作中，我們發(fā)現(xiàn)由于產(chǎn)量緊張盲目調(diào)大抽油井抽汲參數(shù)，造成液面虧空，地層壓力下降，溶解在原油中的輕質(zhì)成分以氣體狀態(tài)析出，充滿泵筒，這樣抽油泵舉升效率下降甚至無法舉升液柱，只對氣體壓縮，油管內(nèi)部的液體處于平穩(wěn)靜止?fàn)顟B(tài)，石蠟結(jié)晶析出加快，甚至堵塞上部油管，而管內(nèi)下部的氣體在上部液體壓力下把油管絲扣刺出溝痕，發(fā)生漏失現(xiàn)象，所以沉沒度過低也會直接導(dǎo)致油井結(jié)蠟和油管刺漏，其形成機(jī)理為：抽汲參數(shù)大——沉沒度過低——?dú)獯蟆橛捅貌慌e液——管內(nèi)液柱相對靜止——結(jié)蠟加快——?dú)獯逃凸堋匦伦鳂I(yè).

例如：A井上次施工2015年7月，本次施工原因漏失。該井起出管柱后發(fā)現(xiàn)：1）上部 30 根油管結(jié)蠟嚴(yán)重，其中的 3 根油管被蠟堵死，用水泥東打壓解開。2）在管柱中部發(fā)現(xiàn) 1 根油管公扣漏失嚴(yán)重，卸掉后管內(nèi)有氣體溢出，油管公扣即將刺出溝痕。3）在起泵上相鄰油管時，氣體與液體蠟等一次噴出。經(jīng)過現(xiàn)場分析，我們認(rèn)為該井漏失原因應(yīng)該是沉沒度過低，液面虧空所致。調(diào)查該井的生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)該井的沉沒度在 2017年3月前保持在70m 深度左右，之后產(chǎn)液量逐漸下降，由60噸下降到20噸，液面逐漸升至井口，直至停井待作業(yè)。這就說明沉沒度過低給石蠟析出創(chuàng)造了條件，并在后續(xù)待作業(yè)過程中使油井結(jié)蠟更加嚴(yán)重。同時也說明地層虧空后，氣體對油管絲扣的損害較大，特別對使用年限長，絲扣膠涂抹不到位的情況下，氣體的損害更大，非常容易刺壞油管導(dǎo)致漏失。

2.2 產(chǎn)能低的井沉沒度過低易造成油井凡爾座刺壞，閥座刺壞

沉沒度過低，將會造成輕質(zhì)成分在套管內(nèi)以氣體狀態(tài)析出，隨液流被吸入泵內(nèi)，在吸入過程中，因氣體的不穩(wěn)定性，導(dǎo)致凡爾球座不嚴(yán)，在氣液長時間的沖蝕作用下游動或固定凡爾球座被刺壞。B井上次施工2014年11月，2017年3月采油礦反映液面到井口，示工圖漏失，2017年4月施工起出發(fā)現(xiàn)管桿柱完好，游動凡爾球與座刺壞，球與座上部無砂或其他雜物，調(diào)查該井生產(chǎn)情況，發(fā)現(xiàn)該井沉沒度一直保持在 50m 左右，據(jù)此我們分析認(rèn)為該井沉沒度過低是造成該井漏失返工的主要原因，該井現(xiàn)泵徑 28mm曾經(jīng)于 2017.4.12-16 間抽恢復(fù)液面，產(chǎn)能明顯不足，如果長期不降低抽汲參數(shù)或間抽，就會過快動液面下降深度，從而加劇油流內(nèi)輕質(zhì)成分以氣體狀態(tài)進(jìn)入套管內(nèi)，導(dǎo)致游動凡爾球座被刺壞。

2.3 沉沒度過低會造成油井結(jié)垢和偏磨，甚至砂卡

油井結(jié)垢的主要原因是地層內(nèi)含有垢質(zhì)成分，正常情況下，由于抽油井供采平衡，沒有給結(jié)垢創(chuàng)造條件。當(dāng)沉沒度過低時，供采平衡的關(guān)系受到破壞形成了強(qiáng)采強(qiáng)抽，一方面造成液面虧空，地層壓力下降，溶解在原油中的輕質(zhì)成分以氣體狀態(tài)析出，充滿泵筒，垢質(zhì)析出，特別在含水高的油井，結(jié)垢較快，它們附著在抽油桿外壁和油管內(nèi)壁上，對抽油桿下行增加阻力，使之彎曲，從而發(fā)生桿管偏磨，而含水高又加重了偏磨程度。另一方面抽空后，對地層進(jìn)行破壞性開采，以至細(xì)粉狀固井水泥及油層砂隨地層液流進(jìn)入井筒內(nèi)，現(xiàn)有的防砂篩管還不能完全防止固井水泥及油層砂隨地層液流進(jìn)入泵筒內(nèi)。C井于2015年5月?lián)Q泵施工（φ44-φ57），該井調(diào)查原因是該井液面沉沒度一直保持在700m 左右，達(dá)不到要求，需要降液面。起出原井發(fā)現(xiàn)桿磨斷，80 根桿偏磨嚴(yán)重，完井后降沖次，增加沖程但是在后期跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)該井在生產(chǎn) 15天后，沉沒度歸零，已間抽停井，再次起抽時發(fā)現(xiàn)泵已卡死，2016年4月上井施工，起出發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)有大量灰色水泥面，結(jié)合換泵后的生產(chǎn)情況，分析認(rèn)為，該井在φ44-φ57 泵后抽汲能力增大，而我們對該井產(chǎn)液量估記不足導(dǎo)致抽空，對地層進(jìn)行破壞性開采，以至細(xì)粉狀固井水泥隨地層液流進(jìn)入井筒內(nèi)，當(dāng)該井停抽恢復(fù)液面時，進(jìn)入管柱內(nèi)的細(xì)粉狀固井水泥開始沉積，以至卡泵。后經(jīng)協(xié)商，泵換小一級（φ57-φ44）完井，完井后該井現(xiàn)一直正常生產(chǎn)，從該井情況看，動液面過低是導(dǎo)致該井卡死的主要誘因。

綜上所述，產(chǎn)量高的井要合理確定沉沒度，一旦降低合理沉沒度打破了供采平衡關(guān)系，將加速管柱的結(jié)蠟、漏失，縮短檢泵周期。低產(chǎn)液井采用降低合理沉沒度的方法增加產(chǎn)量破壞了油井供采平衡關(guān)系，雖然單井產(chǎn)量短期內(nèi)增長較快，但其產(chǎn)能卻不足以使油井產(chǎn)量長期維持在高位運(yùn)行，當(dāng)井筒環(huán)空油液被強(qiáng)行抽空后，油井進(jìn)入惡性循環(huán)階段，產(chǎn)量下降顯著，短時間內(nèi)甚至沒有產(chǎn)量，出工不出力的惡果就是管柱偏磨、結(jié)垢、活塞磨黑，以至返工。對于小于 0.5 噸低產(chǎn)液井，作業(yè)時往后排序，待作業(yè)時間加長更易蠟堵。這樣計(jì)算可知用降低合理沉沒度的方法增加產(chǎn)量，對低產(chǎn)液井來說不升反降。

3 加強(qiáng)沉沒度管理幾點(diǎn)認(rèn)識

對特殊井低產(chǎn)液井加強(qiáng)液面監(jiān)測，連續(xù)跟蹤掌握規(guī)律，為調(diào)參、間抽提供科學(xué)依據(jù)，保證油井的動液面處于合理空間。加大低產(chǎn)液壓塊新技術(shù)應(yīng)用，如智能抽油技術(shù)等等。新投產(chǎn)大部分井屬低產(chǎn)井，本身產(chǎn)能不足，液面偏低，如不能降低參數(shù)，可間抽或提撈采油。高產(chǎn)能井要謹(jǐn)慎科學(xué)調(diào)大抽汲參數(shù)。對間抽井要確定科學(xué)合理的間抽制度，一旦確定，就要堅(jiān)決執(zhí)行加強(qiáng)監(jiān)測力度，動態(tài)管理間抽制度。

參考文獻(xiàn)

[1]王鴻勛，張琪.采油工藝原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1996.

[2]萬仁薄，羅英俊.采油技術(shù)手冊[M].北京：石油工業(yè)出版社，2005.

（作者單位：中國石油化工股份有限公司

勝利油田分公司河口采油廠）