油井沉没度影响因素分析与优化措施

油井沉没度影响因素分析与优化措施
发表时间：2020-12-31T13:12:22.033Z 来源：《工程管理前沿》2020年第29期作者：郑广，于志强，李繁生
[导读] 油井的沉没度会受到生产参数、以及地层条件等各方面因素的影响，而各不相同
郑广，于志强，李繁生
中国石油冀东油田分公司邮编：063200
摘要：油井的沉没度会受到生产参数、以及地层条件等各方面因素的影响，而各不相同。

不合理的油井沉没度，不论是过高还是过低，都会对油井的生产造成一定影响。

本文就油井沉没度影响因素，以及不合理的沉没度对泵效、成产压差以及抽油机管杆载荷的影响，进行了详细介绍。

并且结合油井的实际情况，就如何优化不合理的沉没度，进行了论述。

关键词：沉没度；泵效；治理措施
所谓沉没度，说的是深井泵在动液面下的深度，也可以理解为动液面到深井泵吸入口的液柱高度[1]。

这个高度对深井泵的工作效率有着直接影响。

沉没度过小或者过大，都会对泵校造成直接影响，从而影响到油井的生产。

下面就沉没度的影响因素以及优化措施进行详细介绍。

一、影响因素
1.泵效
当沉没度过低，会降低泵的充满系数，降低泵效。

这是由于沉没度过低，会导致井底的流动气压降低，泵吸口的压力随之降低，从而导致气体和液体比例上升，泵内的游离气体急剧增加。

泵内气体属于天然气成分，天然气是多个分气体混合而成，因此在原油中，天然气中的分气体会以某种定律进行溶解，其定律用方程式表达如下。

X（单位体积内液体中溶解的气体量）=A（溶解压力）×B（气体的溶解系数）
在溶解的过程当中，B会随着压力的不断增加而减小。

而当B达到一个特定值以后，就不会再改变，这一个特定值就是压力的饱和值。

而在饱和值之下和达到饱和值之后的气体溶解度，是有所不同的。

饱和值之下，溶解度和压力是曲线增长趋势。

而达到饱和值之后，则是直线增长的趋势。

当沉没度过高时，会增加泵的充满系数。

导致抽油杆和油管发生弹性形变，这大大的降低了泵的容积效率以及有效冲程，还增加了泵的漏失量，最后导致抽油机的能源消耗增加。

另一方面，沉没度过高还会导致油井底部的流动气压增大，从而减小了生产压差，这对油井的日常生产造成一定影响。

最后一点，沉没度过高导致油井流压增大，流压会随沉没度的变大而不断增加，当超过一定界限时，就会导致油井产量不增加的严重后果，这是因为当流压超过一定界限以后，部分油层会因为地层压力过低或者渗透率过低，导致该油层不出液。

2.生产压差
生产压差就是在采油和生产的过程当中，地层压力总大于井筒液柱压力，地层压力与井筒液柱静压力之差就是生产压差[2]。

生产压差受到沉没度的影响，沉没度过低时，生产压差就大。

而地层的出砂程度和生产压差有着密切的联系，生产压差越大，地层就越容易出砂。

而在泵运转过程中，也会使液体在抽汲的过程中产生旋涡，这就容易导致从地层出来的砂砾被吸入泵内，导致泵出现故障。

3.抽油机井管和杆
3.1冲击载荷
油井沉没度过低时，会造成供液不足的状况，而泵在这种情况下继续进行抽汲的话，在下冲过程中，液体供量不足，活塞下行的速度较快，碰到液面时会产生震动，导致对泵产生较大的冲击力。

3.2摩擦载荷
油井在沉没度过低的情况下进行工作的话，会发生结蜡现象。

一般都是发生在油井的中上部，在进行下冲过程时，活塞会受到液体的摩擦阻碍和油井上部结蜡点的阻力，从而导致活塞发生弯曲，发生杆柱扭曲的状况。

二、优化措施
针对油井不合理的沉没度，其主要表现为沉没度过低和沉没度过高俩种情况。

下面就油井出现不合理沉没度的问题，提出治理措施。

2.1油井沉没度过低
2.1.1当抽油机的沉没度过低时，井内气体的流动程度大于液体的流动程度，这会导致油层由于缺少气体流动而发生严重的脱气现象
[3]。

并且形成脱气圈，脱气圈附近的原油在粘度上会大大增加，而采液指数会大幅度降低。

为了预防这种情况发生，也为了保证原油的采收率。

油井底部的压力必须有一个恒定范围，并始终保持在临界压力点之上。

对于供输液体能力小于产出能力的油井，考虑到油井附近的地层条件限制，可以采用调小参数的方法来解决，这是最主要的手段。

先了解一下抽油机的动载荷计算公式。

S（动载荷）=Z（空气中杆柱的质量）×D（冲程）×N（冲速）2/1440
动载荷的大小决定了抽油泵的使用寿命，降低动载荷，就能够延长抽油泵的使用寿命。

由以上公式可以看出，动载荷的大小和冲速成正比。

因此，适当的调小参数，可以避免损坏杆柱，降低抽油机动载荷。

举个例子来说，C井的沉没度是25.81m，这属于沉没度过低的状况。

随后对该油井进行参数调整，将冲程从3m降低到2.5m。

详细数据如表格1所示。

井本身存在沉没度过低的问题，对没有压裂前和压裂后各方面的数据进行一个对比。

详细情况如表格表格。