抽油井示功图综合解释
解析抽油机井示功图
曲线,它是解释抽油泵(即深井泵)抽吸状况最为有效的手段。深井泵
的工作环境在井下,它的工作状态是看不到的。为了了解它真实的工作
情况,我们利用驴头悬点载荷的实时变化,通过动力仪把它变换成曲线
记录下来,一个冲程正好形成一个封闭的图形,这个图形就是示功图。
(二)示功图的形成过程
在理想条件下,示功图是一个垂直的矩形。它是在不考虑任何影响
下载时间:2010年7月9日
值得注意的是:自喷图与漏失图在图形上相似,两者的动液面都很 高(甚至在井口),但一量油就知道了前者产量高(泵效高),后者产量很 低或不出油;油管漏,与正常图形也很相仿,要准确地判断出来,一是看 液面——即油管漏肯定是动液面高,井口一憋压就会发现套压也随着油 压的升高而一点点地升高,还有一点更重要的是把该井本次测的示功图 与前一两次(正常)时测的示功图进行对比,结合量油及动液面就可以 较准确地分析该井目前的泵况如何。
应用技术
China Science and Technology Renew
解析抽油机井示功图
徐丽华徐丽琴马庆军 (辽河油田兴隆台采油厂辽宁盘锦124120)
中图分类号:TE35文献标识码:A文章编号:1009—914X(2009)5(b)一0077—01
一、什么是抽油机井示功图
(一)抽油机井理论示功图定义 抽油机井示功图是描绘抽油机井驴头悬点载荷与光杆位移的关系
四、总结 示功图分析,看似简单,实际很复杂。在现实生产中,要想准确地对
其分析判定,单凭一张图形是远远不够的,还要结合油井的各种实时生 产数据进行综合分析,尽管实测示功图的表象千变万化,但是它的形成 原理都是大同小异的。只要我们在工作中细心观察、认真总结,一定会 学以致用的。
科技博览l 77
抽油井示功图的应用与分析
抽油井示功图的分析及应用
第二部分 理论示功图的特征分析
2. 国 内 目 前 所 用 的 理 论 示 功 图
(图2)
该理论示功图是在理想条件下绘 制出来的:假定①油管无漏失、泵工作 正常。②油层供液能力充足,泵能够完 全充满。 ③光杆只承
图2 弹性抽油杆静载时的示功图
受抽油杆柱与活塞以上液柱重量的静载荷,不考虑惯性力。④不考虑砂、 蜡、稠油的影响。⑤不考虑油井连喷带抽。⑥认为进入泵内的流体是不 可压缩的,凡尔是瞬时开闭的。在这种条件下绘制出的示功图是一个平 行四边形。
2.泵漏失的实测示功图 泵漏失是油井常见的故障之一。泵漏失 包括固定凡尔漏失、游动凡尔漏失和双凡尔 漏失三种情况。
图8 固定凡尔漏失的示功图
①固定凡尔漏失时的示功图
固定凡尔漏失包括:固定凡尔与凡尔座配合不严、凡尔球被砂子刺坏或
凡罩内积有砂、蜡等脏物,使凡尔球的起落失灵等原因造成的漏失。
这类功图的特点是:增载线比卸载线陡,图形的左下角变圆,右上角变 尖,而且漏失越严重,图形的左下角变得愈圆,右上角变得愈尖。
图12
油井供液不足时的示功图
图13
深井泵气体影响的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
6.机械性振动时的实 测示功图
某井,出油正常,图形为
大齿形特征,为抽油机变速
箱内的轴键磨损串动而振动。 图14
外界因素造成机械振动时的示功图
抽油井示功图的分析及应用
第四部分 实测地面示功图图例分析
图4
动、静载荷+弹性形变示功图
由于动载荷的影响,示功图的上、 下行程线不是水平的,但只需要bc平 行于da,而且ab平行于cd,就可以 认为泵工作正常。若二者不平行,说 明泵存在问题,α角越大,说明动载 荷越大。另外,冲数越快,动载荷也 越大,在分析实测功图时应注意这种 “倾斜”规律。
分析抽油机井实测示功图
管式泵的结构特点
只有一个工作筒 泵筒连接在油管的下端 固定凡尔安装在泵筒的下端 柱塞连接在抽油杆的下端 在相同油管直径下允许的下泵 直径较杆式泵大 起下泵麻烦
柱塞 游动凡尔 工作筒
固定凡尔
抽 油 泵 的 工 作 原 理
游
梁
P
式
抽
油
O
S
机
抽
油
泵
采
油
过
程
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
O
S
P
30
20
kN
整改措施:
(1)如果抽油杆断脱位置在距井口 600m以内,可以进行对扣操作, 若失败,再进行作业检泵。
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
(2)如果判断为脱节器脱落, 可以直 接下放抽油杆, 与脱节器对接(此时, 不允许旋转光杆对扣), 若失败, 再进 行作业检泵。可以定量计算断脱部的深 度。L/L断=h/h断
抽油井 在生产过 程中,油 套管环形 空间中的 动面深度
沉没度:
深井泵 固定凡尔 与动液面
动
液
泵
面
深
沉 没 度
实例一、
泵径56mm, 泵深1500m, 正常生产 时日产液量44m3, 产油7吨, 在1月中
L
旬开始液量缓慢下降, 到7月8日液量 24m3, 产油3吨, 液面由正常时的 答12: 2该0井m产到液目缓前慢4下26降m,。液面上升,功图
的比凡 特
左卸尔 点
下 角 变 圆 。
载 线 陡 ; 示 功 图
) 漏 失 , 增 载 线
抽油井示功图图谱
抽油井示功图图谱1、考虑弹性的理论示功图2、冲程损失增载线越长,冲程损失越大,它与泵挂深度有关系。
3、考虑惯性和振动的理论示功图①实际上抽油杆是有弹性会“形变”的。
②ab 段为增载线(是受力后伸长);bc 段为上行过程。
③cd 段为卸载线(卸载后缩短);da 为下行过程④ab 和cd 都是倾斜着上下,与位移过程成线性的线段。
⑤理论示功图的特征:ab ∥cd 、bc ∥da3.2振动大后产生下倾现象。
冲数越快,动载也越大。
3.3地面平衡轻,下冲程平衡块向下运动,井下负荷轻,动载增大,下行程曲线阻尼特征较明显,振幅大;平衡重后与之相反。
3.4二级振动示功图图形抽油杆上、下运动时就会发生二级振动。
这种示功图图形在左下方和右上方(即在冲程:下死点和上死点处)经图形的右上方会有一个“结”出现。
这是抽油杆杆柱受力换向与杆柱弹性作用下造成的。
由于弹性振动传递快,而杆柱与油管和液体摩擦等因素造成滞后,影响曲线的形状而产生扭结。
冲次:4-6冲次:4-5 平衡轻示功图平衡轻示功图4、抽油机所承受最大载荷主要为抽油杆自重+液柱载荷+振动惯性载荷。
对同一口井杆柱自重与振动载荷是相同的,液体由于含气不同,井液密度不同,因此含气量越大,液柱载荷越小,相对最大悬点载荷越小,功图上下行程线相距越窄,功图面积越小。
反之越大。
功图a 相对密度为0.4 功图b 相对密度为0.6 功图c 相对密度为0.9 功图d 相对密度为1.1 4.15、抽喷理论功图由于抽喷井井液梯度小,上下行程距离短。
图形特征为近于水平状,很少有大的振动波,图形两端曲线近于平行(有增载和卸载特征),喷势较大的井,两端还有圆形面积,属于抽油过程中接近上,下死点时速度慢,喷势容易顶开游动阀球,相当于阀常开,也给下行柱塞以托力而减载。
6、有气体影响的理论示功图含气井由于抽油泵筒内存在大量气体,抽油杆下行时没有立刻卸载,而是首先压缩泵筒内气体,造成缓慢卸载特征,下行曲线为凸圆弧曲线特征。
抽油机井示功图..
2)下冲程 柱塞下行,固定阀在重力作用下关闭。泵
内压力增加,当泵内压力大于柱塞以上液柱压 力时,游动阀被顶开。 柱塞下部的液体通过游动阀进入柱塞上部, 使泵排出液体。 泵排出的条件: 泵内压力(排出压力)高于柱塞以上的液柱 压力。
B-下冲程
理论示功图
静载荷作用下的理论示功图 悬点所承受的载荷: (1)抽油杆柱载荷,Wr (2)作用在柱塞上的液柱载荷,W1 (3)沉没压力(泵口压力)与井口 回压在上冲程中造成的悬点载荷 方向相反,相互抵消。
理论示功图
实测示功图
解决的方法:
当抽油井“供液不足”时,我们应采取以下措施 1、加强注水,补充地层能量,从而提高油井地层 供液能力; 2、合理下调冲次; 3、根据地层供液,在作业时换小泵、加深泵挂 深度。 4、高压泵车洗井,解决近井地带堵塞。
典型示功图分析
4.油管漏失 图形特点∶开抽时泵功图图 形正常,停抽后上行线比前 面低一段载荷,功图面积明 显减小。 成因分析∶如果油管的丝扣 连接处未上紧,或因油管被 磨损,腐蚀而产生裂缝和孔 洞时,进入油管的液体会从 这些裂缝和孔洞及未上紧处 重新漏入油管套管间的环形 空间,导致油井减产。
油机悬点的往复运动通过抽油杆传递给井下 柱塞泵。
相同点
用抽油杆将地面动 力传递给井下泵
图
地面驱动螺杆泵采油:井口驱动头的旋
转运动通过抽油杆传递给井下螺杆泵。
游梁式抽油机井有杆泵采油是目前我国最广泛应用的 采油方式,大约有80%以上的油井采油采用该举升方式。
有杆泵采油
典型杆驱往复泵抽油系统 典型杆驱螺杆泵抽油系统
抽油装置示意图
主要内容
泵工作原理 理论示功图 典型示功图分析 总结
泵的工作原理
采油工程-典型示功图分析详解
件 入泵内的液体不可压缩。
油井没有连抽带喷现象。
油井供液能力充足,泵能够完全充满 。
P 理论示功图
S活 S光
S λ
在下死点前后,抽油杆柱上多了一个活塞截面以上液柱 的重量, 油管上少了一个活塞截面以上液柱的重量。这时, 就要发生弹性变形,油管缩短,抽油杆伸长。此时光杆虽然 在上移,但活塞相对于泵筒来说,实际未动,这样就画出示 功图中的AB斜直线,它表示光杆负载增加的过程,称为增载 线。
2、充不满影响的示功图
泵充不满的危害
液击是在泵充不满时,柱塞下行以很高的速度撞击液面, 使流体载荷突然由杆柱转移到油管上,同时产生强烈的冲击 波,破坏整个抽油系统。液击能够造成杆柱过早疲劳失效, 同时冲击力会使抽油泵的凡尔球和凡尔座过早损坏。还会使 柱塞与泵筒得不到润滑,加速其磨损。另外油管在液击的冲 击下会突然拉伸,使其连接螺纹松动,发生漏失或断脱故障。
段柱塞冲程;而在接近
上死点时又在C′点提前
关闭。这样柱塞的有效
吸入行程为B′C′。漏
失量越大, B′C′线越
短。
A
B’
C’
C
C″
D D’ S
3、漏失影响的示功图
1、游动阀漏失 P
当漏失量很大时,由
B
于漏失液对柱塞的“顶托”
作用很大,上冲程载荷远
低于最大载荷,如图中
AC'"所示,吸入阀始终是
关闭的,泵的排量等于零。
A—驴头下死点位置
B—固定阀打开,游动阀关闭,活塞开始上行程
C—驴头上死点,活塞运行到最高点
D—固定阀关闭,游动阀打开,活塞开始下行程
S—光杆冲程 , m S活—活塞冲程, m P—光杆负荷, KN P’杆—抽油杆在液体中质量, KN P’液—柱塞以上液柱质量, KN P静—光杆承受最大静负荷, KN λ—冲程损失,m λ= λ1+ λ2 λ1—抽油杆伸缩长度,m λ2—油管伸缩长度,m
抽油机井实测功图分析
20
40
30
10
20
0
10
0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 m
0.5
1
1.5
2
2.5 m3
双凡尔漏失不出实测功图
kN
80
70 60 50
40
30
20
10
0 0.5
1
1.5
22.5 3 mkN60504030
20
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5 3
m
特点:没有增载线和卸载线,功图面积小,功图载荷照比原 载荷下降;产量下降或不出,液面上升。
1
1.5
2
2.5 3 m 0
0.5
1
1.5
2
2.5 3 m
气体影响实测示功图
典型案例(一)
抽油杆断脱示功图
kN 40
30
抽油杆底部断脱示功图
20
kN 40
30
抽油杆上部断脱示功图
20
10
10
0
0.5
1
1.5
2
2.5 3
m0
40 kN
0.5
1
1.5
2
2.5 m
30
20
抽油杆中部断脱示功图
10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5
是供液不足或气体影响。
左下角:分析光杆在下死点时出现的问题, 如固定阀的漏失情况等。
抽油机井实测功图分析
kN
kN
80
70 60 50
40 30 20 10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 m
示功图的分析和解释
示功图的分析和解释前言抽油机井采油是目前油田开发中普遍应用的方式,抽油机井的管理水平的好坏,关系到油田整体经济效益的高低。
要做好抽油机井的生产管理工作,必须取准取全各项生产资料,制定抽油机井合理的工作制度,不断进行分析,适应不断变化的油藏动态,加强并提高抽油机井的日常管理水平。
分析和解释示功图,就是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段,不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来,而且,还可以结合有关资料,来分析判断油井工作制度是否合理,抽油设备与油层和原油性质是否适应,还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间,减少设备的磨损和电能的浪费等。
由于抽油井的情况复杂,在生产过程中,深井泵不但要受到抽油设备制造质量和安装质量的影响,而且要受到油层中的砂、蜡、气等多种因素的影响。
致使实测示功图形状多变,各不相同。
尤其是在深井上,这种情况就更为突出。
因此,在分析示功图时,既要全面地了解油井的生产情况、设备状况和测试仪器的好坏程度,根据多方面的资料综合分析,又要善于从各种因素中,找出引起示功图变异的主要因素,这样,才能做出正确的判断。
一、示功图的基础知识1、示功图的概念:示功图的概念:反映深井泵工作状况好坏,由专门的仪器测出,画在坐标图上,被封闭的线段所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功,称为示功图。
动力仪力比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的负荷值。
减程比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的位移值。
2、计算驴头最大负荷、最小负荷计算公式:(1)根据油井生产资料,绘制该井理论示功图.(2)根据油井生产参数,计算并画出驴头最大负荷、最小负荷在图中理论负荷线上的位置。
两种较简便的计算公式:①最大载荷:P1大=P液/+P杆[b+sn2/1440]P2大=P液/+P杆[b+sn2/1790]②最小载荷:P1小=P杆[b-sn2/1440]P2小=P杆[b-sn2/1790]式中:P1大------悬点最大载荷(第一种计算方法);P2大------悬点最大载荷(第二种计算方法);P1小------悬点最小载荷(第一种计算方法);P2小------悬点最小载荷(第二种计算方法);P液/------作用在活塞整个截面积上的液柱质量,kg;P液=Fγ液×L,如果井口回压与沉没压力接近,便可忽略它们对悬点载荷的影响;P杆------抽油杆在空气中的质量,kg;B-------考虑抽油杆柱在液体中的减轻质量系数,b=[1-γ液/γ钢];γ液-------抽汲液的相对密度;γ钢-------钢的相对密度;S--------抽油机光杆冲程,m;n--------抽油机冲次,次/min;F--------活塞截面积,m2;L--------下泵深度,m;在现场分析抽油井示功图时,可利用示功图计算:P大=力比×h; P小=力比×h/式中:力比-------所用动力仪的力比,N/mm;P大、P小-------悬点的最大载荷和最小载荷;h-------上行线最高点距基线的距离,mm;h/-------下行线最低点距基线的距离,mm;两种计算公式的区别:第一套公式是把抽油井悬点运动看做曲柄滑块机构的滑块运动,并取曲柄旋转半径与连杆长度的区别为1/4,它只考虑了液柱和抽油杆质量以及抽油机杆柱的惯性载荷。
抽油机示功图辨析(超全)
.
六、抽油杆断脱的示功图
特征描述 :抽油杆断脱后 , 上行程悬点载荷为断脱点以上抽油杆柱的重力,下 冲程的悬点载荷为断脱点以上抽油杆柱在液体中的重力。 因此示功图位于理论 最小载荷线的下方,图形呈“黄瓜状”。
.
七、带喷井的示功图
喷势强、油稀带喷的示功图
喷势弱、油稠带喷的示功图
.
八、排出部分漏失漏失影响的示功图
.
活塞与泵筒间隙漏失
特征描述 :活塞与泵筒间隙漏失。由于活塞 与衬套之间磨损、间隙过大,造成漏失。 在 上行时液体从中漏失 ,光杆负载减小,使右 上角呈现斜坡, 缺少一块面积。
.
九、吸入部分漏失的示功图
特征描述 :
❖下行程开始时,由于吸入部分漏失,使泵内压力上升缓慢,游动阀打开迟缓,悬 点卸载缓慢。且右下角缺失
使悬点载荷增加;下行程时,流动阻力的 A
方向向上,使悬点载荷减小。稠油井的最 大和最小载荷线振动要比结蜡井小,但两 种示功图都会出现肥大。
.
C
D S
十六、油层出砂影响的示功图
特征描述 :油井出砂多为压裂后下泵。 油井出砂,使活塞阻卡,上下行程会出 现振动载荷,光杆负荷在很短时间内发 生急剧变化 ,负荷线上呈现不规则的 锯齿尖锋。
.
二、气体影响示功图
特征描述: 上行程:泵内气体膨胀,使泵内压力不能很快降低,造成固定阀推迟打开,增载缓 慢。 下行程:泵内气体被压缩,使泵内压力增加缓慢,游动阀推迟打开,卸载缓慢。图 形右下角缺失,卸载线是一条圆弧,该圆弧圆心在下面。沉没度较低,泵效低于 40% 。
.
三、充不满影响的示功图
特征描述 : 上行程:示功图正常,只是泵筒未充满。 下行程:由于泵筒未充满且液面低,开始悬点载荷不降低,只有当活塞碰到液面时 才开始卸载,右下角缺失一部分,随抽油时间增长缺口增大。卸载线有一明显拐 点,卸载线基本上与理论示功图的卸载线平行。下行程线与上行程线平行。示功 图出现刀把现象,充满程度越差,刀把越长。这种井产量不高,泵效低于40%。
抽油井示功图
cba为下冲程,cd为减载线,c点为上死点,游动凡尔和固定凡 尔均关闭; D点,游动凡尔打开,固定凡尔关闭;活塞开始下行; Da线为活塞下冲程。 注意:1.各点的位置和凡尔开关情况;
2.各条线的含义; 3.平行四边形面积为深井泵做功的大小。 3.绘制理论示功图的步骤(见讲稿) (1)制作坐标
12
2.油井不出油。
抽油杆断脱位置:
L断=
h断 h
L
19
7.活塞遇卡的示功图
特征:上冲程中,在卡点前,悬点 加载缓慢(斜率小);卡点后,加 载较快(斜率大);
下冲程正好相反,示功图上出 现两个斜率段。
20
8.漏失对示功图的影响 (1)排出部分漏失
特征:加载滞后,减载提前;
左下角变尖,右上角变圆,图形向右移。
16
4.油稠时的示功图 (1)抽稠油正常时,油稠阻力大→P上 ,P下 。图3-40 (2)油稠充不满时,此时的示功图是充不满与油稠阻力
大的叠加, 如图3-41。
17
5.连抽带喷井的示功图——图3-42 此时泵效接近1或大于1。
特征:1.图形呈水平狭窄条带环行; 2.油井出油。
18
6.抽油杆断脱的示功图 特征: 1.图形呈水平狭窄条带环行;
卸载线较气体影响的卸载线陡而直。
充满系数:
AD1
AD
泵效为: = AD1
S
充不满所降低的泵效:
' = D1D
S
15
3.气体对示功图的影响—图3-39
泵的充满系数:
= AD '
泵效: AD
特征:减载过程变缓,右上角呈刀把形; 加载过程也变缓。
= AD '
S
气体使泵效降低的值:
示功图
双失灵
泵挂1450米,液面0米,日产液0吨
抽喷
泵挂1450米,液面0米,日产液45吨
分析判断抽油机井典型示功图
8、受防冲距影响的分析: (1)、防冲距过小(碰泵)
当防冲距过小时,导致活塞“到 下死点时撞击固定凡尔罩”,即我们 通常所说的碰泵,使示功图在下死点 处出现一个“独立的”的“小圈闭”。 这是碰泵示功图的最明显的标志,如 右下图所示。
分析判断抽油机井典型示功图
深井泵的组成: ①、泵下装置,主要是滤网(现场又称为
“花管”)、砂锚、气锚等; ②、泵筒,包括固定凡尔总成和衬套等; ③、活塞,包括活塞上的防砂槽、游动凡尔
以及连接抽油杆的拉杆等。 ④、井下管柱的组成主要是管、杆、泵。
深井泵示意图
拉 杆
游动
防
凡尔
砂
槽
固定 凡尔
滤 网
2
《抽油机井管柱图》
6、深井泵漏失示功图: (8)、游动凡尔失灵
当游动凡尔失灵时,导致在游动 凡尔“在上冲程时完全不能关闭”, 使示功图在上冲程的“全过程”没有 明显增载的“圆弧”。这点是游动凡 尔失灵示功图的明显的标志,如右下 图所示。油井出现游动凡尔失灵时, 也应该先碰泵和洗井,若还无效,就 应上修作业。
游漏 游动凡尔漏失
泵挂1450米,液面500米,日产液1.2吨
游失灵
泵挂1450米,液面500米,日产液0
分析判断抽油机井典型示功图
6、深井泵漏失示功图: (10)、双凡尔漏失
当双凡尔同时出现漏失时,导致 固定凡尔和游动凡尔“在上、下冲程 时都不能正常关闭”,使示功图在上、 下冲程时出现增载线与卸载线同时变 缓的现象。这是双凡尔漏失示功图的 最明显的标志,如右下图所示
油井实测示功图解释大全
六、解释抽油机井理论示功图A-驴头位于下死点 D点卸载终止点 C-驴头位于上死点AB-增载线 CD-卸载线B-吸入凡尔打开,游动凡尔关闭点增载终止点λ+λ-冲程损失(抽油杆伸长及油管缩短之和)D-固定凡尔关闭,游动凡尔打开点BC-活塞冲程上行程线也是最大负荷线AD- 下行程线也是最小负荷线 B1C-光杆冲程OA-抽油杆在液体中重量 AB1-活塞以上液柱重量ABCD-抽油泵所做的功七、实测示功图的解释(1)图1为其它因素影响不大,深井泵工作正常时测得的示功图。
这类图形共同特点是和理论示功图的差异不大,均为一近似的平行四边形。
(2)图2为供液不足的典型示功图。
理论根据:活塞下行时,由于泵内没有完全充满,游动凡尔打不开,当活塞下行撞击到液面游动凡尔才打开,光杆突然卸载。
该图的增载线和卸载线相互平行。
(3)图3为供液极差的典型示功图。
理论根据:活塞行至接近下死点时,才能接触到液面,使光杆卸载,但由于活塞刚接触到液面,上冲程又开始,液体来不及进入活塞以上,所以泵效极低。
(4)图4为气体影响的典型示功图。
理论根据:在活塞上行时,泵内压力降低,溶解气从石油中分离出来,由于气体膨胀,给活塞一个推动力,使增载过程变缓。
当活塞下行时,活塞压缩泵内气体,使泵内压力逐渐增大,直到被压缩的气体压力大于活塞以上液柱压力时,游动凡尔才能打开。
因此,光杆卸载较正常卸载缓慢。
卸载线成为一条弯曲的弧线。
(5)图5为“气锁”的典型示功图。
所谓“气锁”是指大量气体进入泵内后,引起游动凡尔、固定凡尔均失效,活塞只是上下往复压缩气体,泵不排液。
(6)图6为游动凡尔漏失的典型示功图。
当光杆开始上行时,由于游动凡尔漏失泵筒内压力升高,给活塞一个向上的顶托力,使光杆负荷不能迅速增加到最大理论值,使增载迟缓,增载线是一条斜率较小的曲线。
卸载线变陡,两上角变圆。
(7)图7为游动凡尔失灵,油井不出油的典型示功图。
图形呈窄条状,整个图形靠近下负荷线。
(8)图8为固定凡尔漏失的典型示功图。
常见抽油机示功图
1、泵正常工作图像分析:供液充足、泵的沉没度大、泵阀基本不漏失,泵效高,游动阀尔和固定阀尔能够及时开、闭,柱塞能够迅速加载和卸载。
管理措施:此类井供液充足,沉没度大,仍有生产潜力可挖,可以将机抽参数调整到最大,以求得最大产量,发挥井筒应有的产能水平。
2、振动影响图形分析:泵深超过800m时抽油杆会发生有规律的振动,一般不会影响泵效,振动引起悬点载荷叠加在正常工作产生的曲线上,由于抽油杆柱的振动为阻尼振动,所以出现逐渐减弱的波浪线。
管理措施:一般不考虑振动影响,如果冲次加大后,振动幅度变大,就导致功图失真,上下死点有小尾巴出现,泵效低,这时需要对油井进行综合评估,减小冲次建立合理制度。
3、供液不足图形分析:供液不足为油田常见工况,当泵充满系数小于0.6时,可以认为深井泵的工作制度不合理,泵的排出能力大于油层的供液能力,造成沉没度太小,液体充满不了泵筒。
管理措施;主要进行油层改造,改善供液条件,机抽参数,对于泵挂较深井可采取长冲程,小泵径、慢冲次,泵挂相对较浅的井,在井况及抽油设备允许情况下,加深泵挂深度,以求得最大泵效。
4、泵工作正常,油稠时的情况。
图像分析:油稠,使摩擦等附加阻力变大,造成上负荷线偏高,下负荷线偏低,同时,油稠可能使得凡尔开关比6B63常时滞后,凡尔和凡尔座配合不严密,造成较大漏失。
管理措施:对于稠油井,主要对进泵液体降粘,定期地向油田区块注入降粘剂,采取环空加热措施,并采用反馈抽稠泵机抽。
5、油井出砂图形分析:油层出砂,细小的砂粒将随着油流进入泵内,造成活塞在工作筒内遇阻,使活塞在整个行程中增加了一个附加阻力,上冲程时附加阻力使光杆负荷增加,下冲程时,附加阻力使光杆负荷减少,并且由于砂子具有流动性,使其分布在泵筒内各处多少不同,致使光杆负荷在很短时间内发生多次急剧的变化,严重时会造成固定凡尔,活塞卡死,造成油井停产。
管理措施:对出砂油井,一方面应保持油井平稳生产,减少停井次数和时间,放套气也应平稳运行,另一方面采取油层防砂,加筛管,砂锚,对油井经常洗井等措施,延长抽油设备的使用寿命。
理论示功图的分析和解释
示功图的分析和解释前言抽油机井采油是目前油田开发中普遍应用的方式,抽油机井的管理水平的好坏,关系到油田整体经济效益的高低。
要做好抽油机井的生产管理工作,必须取准取全各项生产资料,制定抽油机井合理的工作制度,不断进行分析,适应不断变化的油藏动态,加强并提高抽油机井的日常管理水平。
分析和解释示功图,就是直接了解深井泵工作状况好坏的一个主要手段,不但深井泵工作中的一切异常现象可以在示功图上比较直观的反映出来,而且,还可以结合有关资料,来分析判断油井工作制度是否合理,抽油设备与油层和原油性质是否适应,还可以通过“示功图法”对低产、低能井制定出合理的开关井时间,减少设备的磨损和电能的浪费等。
由于抽油井的情况复杂,在生产过程中,深井泵不但要受到抽油设备制造质量和安装质量的影响,而且要受到油层中的砂、蜡、气等多种因素的影响。
致使实测示功图形状多变,各不相同。
尤其是在深井上,这种情况就更为突出。
因此,在分析示功图时,既要全面地了解油井的生产情况、设备状况和测试仪器的好坏程度,根据多方面的资料综合分析,又要善于从各种因素中,找出引起示功图变异的主要因素,这样,才能做出正确的判断。
一、示功图的基础知识1、示功图的概念:示功图的概念:反映深井泵工作状况好坏,由专门的仪器测出,画在坐标图上,被封闭的线段所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功,称为示功图。
动力仪力比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的负荷值。
减程比:示功图上每毫米横坐标长度所代表的位移值。
2、计算驴头最大负荷、最小负荷计算公式:(1)根据油井生产资料,绘制该井理论示功图.(2)根据油井生产参数,计算并画出驴头最大负荷、最小负荷在图中理论负荷线上的位置。
两种较简便的计算公式:①最大载荷:P1大=P液/+P杆[b+sn2/1440]P2大=P液/+P杆[b+sn2/1790]②最小载荷:P1小=P杆[b-sn2/1440]P2小=P杆[b-sn2/1790]式中:P1大------悬点最大载荷(第一种计算方法);P2大------悬点最大载荷(第二种计算方法);P1小------悬点最小载荷(第一种计算方法);P2小------悬点最小载荷(第二种计算方法);P液/------作用在活塞整个截面积上的液柱质量,kg;P液=Fγ液×L,如果井口回压与沉没压力接近,便可忽略它们对悬点载荷的影响;P杆------抽油杆在空气中的质量,kg;B-------考虑抽油杆柱在液体中的减轻质量系数,b=[1-γ液/γ钢];γ液-------抽汲液的相对密度;γ钢-------钢的相对密度;S--------抽油机光杆冲程,m;n--------抽油机冲次,次/min;F--------活塞截面积,m2;L--------下泵深度,m;在现场分析抽油井示功图时,可利用示功图计算:P大=力比×h; P小=力比×h/式中:力比-------所用动力仪的力比,N/mm;P大、P小-------悬点的最大载荷和最小载荷;h-------上行线最高点距基线的距离,mm;h/-------下行线最低点距基线的距离,mm;两种计算公式的区别:第一套公式是把抽油井悬点运动看做曲柄滑块机构的滑块运动,并取曲柄旋转半径与连杆长度的区别为1/4,它只考虑了液柱和抽油杆质量以及抽油机杆柱的惯性载荷。
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油管掉落的示功图与抽油杆断脱的示功图完全 一样,但在打开回压阀门后,断脱井不会有油流返 回井内,而油管掉落的井,打开回压阀门后,会有 大量的油流返回井内。
游动凡尔漏、固定凡尔漏在生产动态上表现为 产液量逐渐下降,动液面缓慢上升,井口憋压压力 上升缓慢,停抽后压力可以稳住。图 $$ 所示的就 是游动凡尔漏的示功图。
(栏目主持# 杨# 军)
抽油井示功图综合解释
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
刘益江, 张学臣, 李伟, 孙汝仪 刘益江,张学臣,李伟(中国石油华北油田分公司), 孙汝仪(胜利油田党校理论研究所)
油气田地面工程 OIL-GASFIELD SURFACE ENGINEERING 2007,26(8) 0次
! ! 油气田地面工程第 #5 卷第 ’ 期(#006% ’) ! ! "
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抽油井示功图综合解释
刘益江! 张学臣! 李伟(中国石油华北油田分公司) 孙汝仪( 胜利油田党校理论研究所)
! ! 摘要:准确、及时地掌握深井泵在井下 的工作状况,是管好抽油机井的关键。油井 实测示功图是分析深井泵工作状况的主要依 据。通过近几年对实测示功图和检泵结果的 对比分析,对 示 功 图 的 认 识 水 平 不 断 提 高, 逐步地摸索总结出一套实测示功图综合解释 方法,在近两年的生产实际中创效 "# 万元。
活塞碰泵严重,出现刀把状示功图的成因是活 塞猛烈的撞击固定凡尔,使得固定凡尔与泵筒底部 丝扣处漏失严重,当活塞下行时,泵筒内的液体就
# # 油气田地面工程第 ’+ 卷第 ! 期(’%%") !) # # -
会从丝扣处漏失,使抽油杆柱不能及时卸载,只是 运行至下死点时,活塞撞击固定凡尔时,才突然卸 载。图 ! 所示就是活塞碰泵严重的示功图,在检泵 中得了证实。由于判断准确避免了误判为筛管堵, 节约了洗井费用。
图 "# 任 $%! & ’ 井示功图
下部严重漏失,游动凡尔漏失,固定凡尔漏失,双 凡尔漏失、油管掉落也会出现窄条状示功图。分析 窄条状示功图时,习惯地采用载荷比较的方法,但 在有些井上由于稠油影响以及传感器零点的飘移, 示功图的最大载荷,最小载荷,已经与理论载荷不 具有可比性,如果不能认识到这一点,会使分析走 入歧途,但在大部分井上,仍有参考价值。
判断泵工况种类是油井产量定量分析的基础,本文采用网格法和灰度理论相结合的方法判断泵的工况种类。首先计算标准示功图灰度矩阵的六个特 征值并建立其数据库;然后计算实测示功图灰度矩阵的六个特征值,并建立与标准示功图特征值的灰关联度;最后根据灰关联度的大小来判断两者之间 的相似度识别泵的工况种类。
在上述工作的基础上,对油井的产量计算做了定量分析。根据获得的泵示功图、阀开闭点的位置和油井工况种类,定量分析了柱塞有效冲程及其损 失、漏失量、气体充满度及泵效,计算出油井的日产液量。
递滞后的影响以及设备振动的影响使得图形波动和
通常人们把示功图面积的大小,作为抽油泵是
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砂层情况与预测结果非常吻合,投产后获得高产。
(") 通过砂 体 预 测 描 述 发 现,西 山 窑 组 气 藏
另一口调整井( 丘东 #’ 井) 钻遇砂层情况与预测 结果也很一致,为气藏调整和滚动扩边提供了可靠
图 $$# 任 +% & + 井示功图
(# 结语
图 *# 任新 +% 井示功图
’) ,# 窄条状示功图的成因和特征 窄条状示功图人们常常把它当作断脱示功图,
但窄条状示功图是最为复杂的,在实践中发现油管
通过近几年对实测示功图和检泵结果的对比分 析,对示功图的认识水平不断提高,逐步地摸索总 结出一套实测示功图综合解释方法。油井工 况的准确判断,对油井的日常管理、作业监督等起 到了重要的指导意义。
断脱时四边形示功图是如何形成的,需要从示 功图的减程比及力比的变化来解释。把一个断脱示 功图,放在两个减程比、力比不同的示功图坐标系 中,会得出不同的图形,在减程比较小,力比较大 的坐标系中,会得到一个窄条状示功图;而在减程 比相对较大,力比相对较小的坐标系中,会得到一 个较宽的四边形示功图。
通过分析,发 现 断 脱 示 功 图 有 六 个 显 著 的 特 征:!示功图无冲程损失;"动态上表现为突然不 出液;#光杆发热;$井口憋不起压力;%与正常 时相比电流变化明显,上部断脱时上行电流、下行 电流同时增大,下部断脱时上行电流减小、下行电 流增大;&最大、最小载荷与正常相比明显减小。 如图 , 所示的是断脱示功图。
关键词:示功图;油井;工况;解释
偏转的愈加严重,如图 # 所示。将示功图的增载起 始点、终止点、卸载起始点、终止点用四条直线相 连后发现,增载线与卸载线基本平行,上行线、下 行线虽为曲线,但相应的两条连线也是相互平行 的,且有冲程损失,这就是正常示功图的特征。
$! 正常示功图的简要分析
实测示功图受到多种因素的影响,形状千变万 化,要制定一套图形模板来解释示功图是不现实的。
(#) 丘东西山 窑 气 藏 储 层 主 要 分 布 在 构 造 西 南翼,构造东翼、北翼储层岩性尖灭。
(栏目主持! 杨! 军)
$ " " 油气田地面工程第 !, 卷第 . 期(!//-+ .) " "
图 !" 任 #$! 井示功图
图 #" 任 %%% 井示功图
否正常的主要依据,但是通过统计及理论分析,这 一观点是片面的。惯性载荷、振动载荷都会使示功 图面积减小,如图 $。示功图坐标系减程比、力比 的变化,也会导致示功图面积的变化。在减程比较 大、力比较小时,示功图会变短变宽;在减程比较 小、力比较大时示功图会变长变窄。如图 $、图 & 所示。
去分析,也就容易出现失误。 !+ %" 四边形示功图的成因及特征
油管挂漏失,双公短节漏失是油管漏失的特殊 形式,只是在油管最顶部的漏失,示功图和电流显 示与油管漏完全相同。它们二者的区别主要是油管 漏的井,在打开回压阀门后,会听到油返回井内, 而油管挂、双公短节漏失,在打开回压阀门后,会 有油从套管阀门刺出。
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2009,28(7)
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"! 结语
($) 应用 ()*+,* 神经网络多属性分析技术, 能够充分进行测井特征与井旁道地震属性相关性研 究,进而有效解决气藏储层预测问题,储层非均质
由于油管下部漏失严重,活塞以上液柱降低, 使得示功图上行线降低,示功图呈窄条状,但在示 功图上 仍 有 一 个 显 著 的 特 征, 就 是 有 倾 斜 的 增 载 线,有冲程损失。另外现场的现象是打开回压阀门 后会听到油流返入井内。如图 $% 所示。
图 $%# 任斜 (+’ 井示功图
图 !# 任 (’ 井示功图
-$、-# 砂组主力砂体在东深 $ 井东部均有发育, 较原含气面积外扩 $% . / "% 0 1)# 。
的地质基础,储层预测精度达到了现场生产应用的 参考文献:
要求。
[$] 国庆鹏2 济阳坳陷大芦家区块薄储层预测研究[ 3]2 石
(")通过储层预测研究,证实原米 " 气藏与 丘东区藏为一个构造岩性气藏,储层在米 " 井块与 丘东区块连续分布,气藏特征一致。
图 $! 任 & 井示功图
一个示功图是否正常,不能只看它是否为平行四边 $% #! 肥胖形示功图的形成
形,而要考虑到各种复杂因素,对示功图的影响。
从现场发现,影响示功图形状变化的因素是多
$% $! 示功图的波动及偏转 图 $ 是在泵挂较小、冲次较慢的油井上测得
的,是典型的工作正常的示功图,这类图形的共同
图 ," 任 !,, 井示功图
!+ !" 刀把状示功图的成因和特征 刀把状示功图仅从图形上看,容易判断为供液
不足或气体影响,但是筛管堵、活塞碰泵严重也会 出现刀把状示功图。