抽油机井无泵效问题的认识

抽油机井无泵效问题的认识

[摘要]抽油机井泵况是描述油井是否正常生产的重要资料。近几年，因为无泵效造成抽油机井检泵率呈逐年上升趋势。本文通过总结现场的工作经验，结合示功图、沉没度、产液量、含水、电流、压力等多项生产数据，对可能产生无泵效的原因进行分析。使对无泵效井的检查和处理有的放矢，同时提出针对无泵效问题的预防性措施。

【关键词】油井；泵效；防治措施

一、前言

抽油机井泵效是抽油机井的实际产液量与抽油泵的理论排量的比值叫泵效。深井泵泵效的高低反映了杆、管、泵性能的好坏及抽油参数的选择是否合适等。油井泵效受砂、蜡、原油粘度、气体等因素影响。在生产过程中，主要依靠视泵效来判断油井生产是否正常。

二、油井无泵效判断方法

1、直观判断：

日常管理中，在井口可以通过看、摸、听、试直观判断；

看：光杆变黑、盘根干磨或冒水；

摸：光杆烫手或有黑屑；

听：井口有无出液声、气声；

试：电流、取样。电流严重不平衡或变化大；取样时含水变化大或清水或不出液。

根据以上信息，需要进一步核实功图和液面等资料，以便进行准确判断。

2、憋压诊断法

抽油机井日常管理中，判断泵况正常与否的常用的诊断方法是憋压诊断法。憋压时，会出以以下几种现象：A抽不起压；B稳不住；C上冲程下降下冲程上升；D上行时大幅度上升、下时时大幅度下降、总的趋势上升不明显；E上冲程上升下冲程下降、表针在一定范围内波动等。憋压诊断法是通过油井正常起抽的条件下，关闭油井的回油阀门，记录井口压力随时间的变化画出憋压曲线来诊断泵况的方法。憋压曲线就是起机关回油和停机关回油井的不同条件下，各测一条油压与时间变化的关系曲线。从曲线中可以看出，单井泵况是否正常。

3、综合判断法（根据功图、产量、含水、沉没度、电流等生产数据综合分析）

综合判断法，既根据每次录取的有关生产数据（产量、含水、油套压电流等数据）综合分析，对数据中变化较大的井，查找原因，进行泵况诊断。无泵效井的普遍特征是该井的产液量降，含水上升，沉没度上升。对于中上部油管漏失井，当漏失位置高于液面时，且漏失量较小，产液量下降，含水微升；当液面高于漏失部位，由于套管压力大于油管压力，油井产液量恢复到原来正常时产液量，但含水上升，产油下降，从功图和产液量无法诊断这种井漏失，必须通过含水资料和憋压曲线才能准确判断。常用的示功图法对受单因素影响的纯油井，一般可得出较准确的判断结论（图1）

但对受自喷因素影响或中上部油管漏失井，诊断准确性会大大降低。根据油套压是否平衡可以诊断油管是否漏失。

三、油井无泵效原因及分析

1、无泵效的原因

2002年-2008年我队油井作业133井次，跟踪结果显示，油井无泵效的原因如下：

⑴杆断脱：占无泵效井的58.6%；⑵泵漏失：占无泵效井的24.6%；⑶油管丝扣漏：占无泵效井的8.3%；⑷杆管偏磨：占无泵效井的6.0%；⑸结蜡：占无泵效井的2.3%；⑹出砂：占无泵效井的2.3%。

2、无泵效的原因分析

⑴漏失：通过对流体在井下管柱和井口流动过程分析，抽油机井产生漏失部位主要包括：井口、油管和抽油泵。下面按照漏失部位对漏失产生的原因进行阐述。

A井口漏失产生原因

①阀门不严造成漏失；②油管挂座封不严造成漏失B油管漏失产生原因；

①油管上扣时丝扣上偏；②使用液压钳上扣过紧致使油管丝扣损坏；③对下井油管检查不细，将已腐蚀或破损的油管下入井内；④丝扣未刺干净，造成油管上扣不紧或检查不细；⑤大排量热洗过程中，由于液体对管柱冲击，造成油管松动；

⑥偏磨影响，抽油杆偏磨油管。

C泵漏失产生原因

泵漏失有三种情况：一是球座是否刺损或球磨损；二是凡尔球有杂物或其它硬物垫住，使球与球座密封不严；三是由于结蜡影响，使凡尔不工作，可以通过热洗或检泵处理。

⑵抽油杆断脱：引起抽油杆断脱的因素主要有：井身结构、沉没度、冲次、抽油泵直径与工作状态等。

A井身结构是造成杆断脱的因素之一

井身结构指的是（1）自然井斜；（2）定向井斜；（3）地层蠕变。

由于套变和井斜，使井下油管产生弯曲。在斜井抽油时，半干摩擦力P摩干（柱塞和泵筒间的摩擦力），特别是抽油油杆和油管间的摩擦力将达到很大的数值。

B低沉没度导致交变载荷增加引起杆断脱

表1 2002-2008年不同沉没度区间杆断脱井分布情况统计表

沉没度（m）0-100 100-200 200-300 300-400 400-500 500以上合计

断脱井数31 17 20 5 3 2 78

从表中统计结果看，随着沉没度的降低杆断脱井明显上升，沉没度低于200m 断脱48井次，占总断脱井的61.54%，其中沉没度低于100m的断脱31井次，占总断脱井的39.74%。

C冲次对抽油杆断脱的影响

依据悬点最大载荷、最小载荷计算公式：

以葡186-146井2007年1月井史生产数据及实际管柱结构为例，在其它条件不变时，计算出悬点载荷随冲次的变化规律（表3）

从表中看，随着抽汲参数的增大，抽油机悬点最大载荷增加，最小载荷降低，交变载荷增加，冲次越大对杆的损伤就越大。冲次越大，抽油杆柱循环应力次数越多，抽油杆易发生疲劳破坏，当抽油杆

最大应力值超过允许应力值时，开始形成裂纹，裂纹在反复交变应力作用下发生扩展，最终导致抽油杆断脱。

D抽油泵直径与工作状态对抽油杆断裂的影响

表3 2002-2008年不同泵径下抽油杆断脱统计表

泵径（mm）28 32 38 44 57 70 合计

断脱井数 2 15 37 21 3 78

从统计表中可以看出，泵径越大发生断裂的比例也增大。因为抽油泵直径与工作状态直接影响抽油杆柱下端所受的集中轴向压力，随着抽油泵直径的增加，抽油杆下端所受的集中轴向压力逐渐增加，当集中轴向压力增加到一定程度时，杆体不断在较大的摩擦阻力下运行加剧了杆的损坏，最终导致抽油杆断脱。

E抽油杆断脱是非对称循环应力作用下发生的疲劳破坏

表4 2002-2008年不同断点区间杆断井分布情况统计表

断脱位置（根）1-25 26-50 51-75 76-100 >100 合计

断脱井数 4 8 22 29 15 78

从实际断点分布情况来看在抽油杆柱的上部、中部、下部都有断脱故障的发生。

这是因为这些井在悬点最大载荷和最小载荷的作用下，抽油杆产生了非对称的循环应力，由于各种因素影响，悬点最大载荷和最小载荷发生相应的变化，抽油杆内非对称的循环应力也随之相应变化。当应力循环中的最大应力值超过了抽油杆柱许用的最大应力值时，经过一定的应力循环次数后，首先在应力最集中的地方开始形成极细的裂纹，当裂纹不断扩展到使抽油杆不能承受所加的载荷时，抽油杆就会突然断裂。

⑶结蜡

蜡在井筒内举升过程中析出来会粘结在管壁上，缩小油管的流通截面积，增加油流阻力，使抽油杆在上下运动时阻力增大，或泵凡尔不工作，影响油井产量，严重时会使油井不出液或卡死。

⑷出砂

油井出砂，其中一部分砂子沉积井口形成“砂堵”，增加油流阻力，使油井产量降低，砂堵严重时，砂柱高度可达到百米以上，将油井堵死，使油井停产；另一部分砂子被油流携带上升出井，在上升过程中，砂子会磨损设备，卡住深井泵活塞、阀等采油设备；油井大量出砂后使井底附近岩层结构被破坏而坍塌，岩层坍塌还有可能使套管损坏。

油井出砂是各种因素综合影响的结果，可以归纳为两类：地质因素和开采因素。

A地质因素有：

①岩层原始受力状态；②岩石的胶结状况；③高渗透率的砂岩油层和裂缝发育的油层容易出砂。

B开采因素有：

①固井质量差；②打开油层方法、诱导油流和放喷方法不当引起出砂；③油井工作制度不合理，措施不当引起出砂；④油井大量出水时容易出砂。

区块近几年因砂卡作业的井主要原因是措施后油井工作制度不合理。由于压裂后油井供液能力增强，为了放大生产压差，进一步调大地面生产参数，导致油井出砂，磨损设备造成泵漏失或发生砂卡；另外由于压裂后故障停井时间长，导致油井砂卡。

四、预防措施

1、漏失井预防措施

⑴严把杆管泵进货质量关。