抽油机井工况分析讲解
抽油机井异常工况的风险辨识与防范措施的梳理
抽油机井异常工况的风险辨识与防范措施的梳理摘要：安全管理的目的是保护职工在生产中的安全与健康，防止各类事故发生，保护财产不受损失，确保生产装置安全、稳定、长周期运转。
对石油企业来说，安全永远是石油石化系统的薄弱环节，坚持保安全就是保全局，保安全就是保稳定，保安全就是保效益。
采油生产现场都有常规性操作操作卡及风险防范，却没有异常工况的风险辨识与防范措施，同时缺乏异常工况的处置流程，为保证采油站安全生产，特针对抽油机异常工况采取风险辨识与防范措施的梳理。
关键词：安全生产；异常工况；风险辨识；防范措施前言：石油开发是高风险的生产过程。
因此，认真研究油田企业安全生产管理问题，对于降低企业风险、保护职工在生产中的安全与健康具有重要的现实意义。
采油生产现场都有常规性操作规程及操作卡，却没有异常工况的风险辨识与防范措施。
例如风城油田“6.14”员工更换皮带受伤事故，当某员工发现某井抽油机停抽，电机在空转，发现曲柄停在前上45°（水平135°）位置，因皮带脱槽打扭卡皮带轮曲柄停转，仔细查看后发现组合皮带脱出大皮带轮轮槽，断裂有两股皮带交错叠加卡在与减速箱输出轴箱体边缘的间隙处，发生这种异常工况，没有正确风险辨识与防范措施，缺乏异常工况的处置流程，员工只凭经验在操作平台上拉拽卡住皮带，未能取出，其中一名员工爬上减速箱并蹲在减速箱上往上拽皮带，另一名员工在抽油机左侧操作平台上配合往上送卡住皮带。
当所卡皮带被抽出瞬间，抽油机曲柄立即出现快速转动，游梁下行使得尾轴平衡块砸到某员工腰部和腿部致使其受到撞击和挤压，同时将其砸压在减速箱盖上。
一、现场调查与分析石油生产中的游梁式抽油机采油是靠电动机通过三角皮带、减速箱、曲柄连杆机构，把高速旋转运动变成驴头低速上下往复运动，再由驴头带动抽油杆做上下往复直线运动，抽油杆带动井下抽油泵活塞作上下往复运动，将油井中的液体抽至地面。
游梁式抽油机存在着十大危险。
这十大危险是：①平衡块旋转危险；②皮带传动危险；③减速箱高处作业危险；④电机漏电危险；⑤操作台高处作业危险；⑥电机电缆漏电危险；⑦节电控制箱漏电危险；⑧刹车失灵危险；⑨毛辫子悬绳器危险；⑩攀梯危险。
抽油机井工况分析
措施：上作业检查更换油管
60
第三部分
生产状况分析
8. 油井出砂对示功图的影响
（1）活塞砂阻 对于油层出砂的井，细小的砂粒，将随着液体进入泵 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，附加助力使光杆负荷增加；下 冲程时，附加阻力使光杆负荷减少并且由于砂子分布在泵 筒内各处的多少不同，影响的大小不同，致使光杆负荷在 很短的时间内发生多次急剧的变化。在这种情况下测出的 示功图，其负荷线上呈现出不规则的锯齿状尖峰，且在连 续测图时尖峰是移动的。但这时油井仍能出油。
B 增载线
C
A
S活
D
λ
S光
S
固 定 凡 尔 打 开
在上冲开始时，油管内活塞截面以上液柱的重量转加 在抽油杆柱上，这时，就要发生弹性变形，油管缩短，抽 油杆伸长。此时光杆虽然在上行，但活塞相对于泵筒却没 有移动，这样就画出示功图中的AB段斜线，它表示光杆载 荷增加的过程，称为增载线。
10
P
B
上载荷线
第四部分
下行程转增载过程反映泵工作状况。缺失：说明载荷大 减不下，反映无液、泵漏；多出：说明载荷变小，磨擦阻 力大并有碰泵的情况。
40
第二部分
抽油机井示功图
实测示功图真实地反映悬点载荷实际状况。通过对比、判断载荷变化状况， 既可分析出抽油井生产状况，准确判定问题、故障性质及所在。下面介绍 几种具有代表性问题的实测典型示功图：
抽油机井工况 分析
2014.7.9 兰天阳
1
目录
1 2 3
采油井主要参数
抽油机井示功图简介
抽油机井生产状况分析
2
第一部分
采油井主要参数
生产状况变化是由生产参数反映出来。因此， 当一个参数变化直接或间接地说明生产状态发生 某些改变，同时也会影响到其他参数变化。
采油高级技师工况分析
1 2 ——声波脉冲信号在油套环形空间
中的传播速度，m/s
.
一、抽油井液面测试与分析
Ls
Le
t1 Le 纸
t2
Ls
纸
L
L音t1 t2
L
Le Ls
L音
式中：L 音 ——音标下入深度，m .
一、抽油井液面测试与分析 例题一
某井测得动液面曲线如下图，已知音标深 度400m，泵挂深度1000m，求沉没度。
表1 某井作业油管数据
油管序号
油管长度，m
1～10
95.41
11～20
96.45
21～30
96.06
31～40
96.49
41～50
95.65
51～60
96.35
61～70 71～80
96.42 96.02
81
.
9.64
一、抽油井液面测试与分析
解：用专用卡规测量动液面曲线资料，从
井口波到液面波共81根油管，通过查 阅作业记录，可得
a、以井口波峰为起点，至液面波峰起始点为终点，用专
用卡规测量出油管根数，查阅作业记录，计算出液面深度。
b、用油管平均长度计算
式中：N ——油管接箍数
LN•L .
L ——平均油管长度
一、抽油井液面测试与分析 例题二
某井的动液面测试资料如下图所示，查该井作业 油管记录如表1，计算液面深度。
.
一、抽油井液面测试与分析
22000000＝－－（（20110000－00－.－.86（86）6）6144021210－00.0086＋）6＋46621000＝＝01＋155969707＝mm1597m
抽油机井示功图诊断及分析
生气锁井应尽可能加深泵挂，增 大泵淹没度，大泵径长冲程机抽， 尤其是防冲距要调到最小，尽可 能减小余隙体积；下高效气锚和 防气泵，合理放套气，控制套压 生产，使之保持在较低值。
抽油机井示功图诊断及分析
第13页
功图与工况
气锁现象：属于气体影响特
殊现象，因为气体大量进入泵 筒，上冲程时气体膨胀，全部 占满柱塞让出容积，固定凡尔 打不开。下冲程时，气体压缩， 但压力仍低于游动凡尔上部压 力，游动凡尔也打不开，柱塞 运动只是对气体压缩和膨胀， 泵不排油，这种现象称为“气 锁”。处理？
上图能够看出13-283热洗前工图显著肥大第22页
功图与工况 10.抽油杆断脱
此图为抽油杆断或脱时示 功图．
若断脱发生在柱塞附近， 或是柱塞脱扣、阀球球 罩断落，图形位于杆重 载荷线位置（杆断位置 越高图形越靠下）
若断脱发生在光杆附近， 图形靠近于水平坐标线。
及时修井作业
抽油机井示功图诊断及分析
2月初我区13-375量油不出，经过工图判断杆上部断脱
第4页
功图与工况
2 弹性抽油杆静载时示功图
实际上金属是有弹性会‘形变”，因而增载过程 ab和卸载过程cd都不是直上直下，而是受力后伸长， 卸载后缩短。这一变形过程是因为抽油杆伸长和油 管缩短、抽油杆缩短和油管伸长所造成。下列图是 弹性抽油杆受静载时基本示功图。
抽油机井示功图诊断及分析
第5页
冲程损失
实际生产中抽油杆是要承受静载和
动载。因为抽油杆有惯性动载荷，柱塞 在泵筒内运动时有摩擦力，液体举升过 程中与管壁和杆柱有摩阻，抽油杆接箍 与油管内壁有摩擦，所以上冲程时a、b 点偏高，下冲程时c、d点偏低，P1和P2 是动载荷影响值。以下列图所表示。
有杆抽油系统工况分析
有杆抽油系统工况分析抽油机井的分析应包括以下内容：（1）了解油层生产能力及工作状况，分析是否已发挥了油层潜力，分析判断油层不正常工作的原因。
（2）了解设备能力及工作状况，分析设备是否适应油层生产能力，了解设备利用率，分析判断设备不正常工作的原因。
（3）分析检查措施效果。
一、抽油机井液面测试与分析（一）静液面、动液面及米采油指数静液面：是指关井后环形空间中的液面恢复到静止时的液面；静液面深度：从井口到液面的距离称为静液面深度；静液面高度：从油层中部到静液面的距离称为静液面高度。
与它相对应井底压力，既是油层压力（静压），若井口压力为零时，静压与静液面的关系为： （3-89）动液面：是油井生产期间油套管环形空间的液面；动液面深度：表示井口到动液面的距离；动液面高度：表示油层中部到动液面的距离。
井底流压与动液面的关系为：（3-90）如图3-47所示：称为沉没度：它表示泵的吸入口沉没在动液面以下的深度。
油井的采油指数为：令，则油井的流动方程可表达为：（3-91）式中Q—— 油井产量，t/d；K—— 称为米采油指数，t/(d·m)。
图3-47 静液面与动液面的位置（二）液面位置的测量测液面的原理是利用回声仪测量声波从井口传播到液面再返回到井口所用的时间t，再求出声波在环形空间中传播的速度，则液面深度为：（3-92）为了求出声波在环形空间中传播的速度，在距离井口一定深度处安装音标，在用回声仪测得的声波曲线纸带上能显示出井口波、音标波和液面波如图3-48所示，测取井口波图3-48 液面与音标声波反射曲线到液面波的纸带长度作为，则声速为，将其代入式（3-82）得：（3-93）油田现场目前用双频回声仪测得的液面曲线如图3-49所示，上面为高频曲线，下面为低频曲线，在高频曲线上可清楚地看出声波传播到每一个油管接箍返回到井口的时间波形。
在这种液面曲线上量取10个油管接箍反射波之间的纸带长度作为，量取从井口波到液面波之间的纸带长度作为t，以10根油管的长度作为，也可求出液面深度为：，而且省去了在井中安装音标的麻烦。
抽油机井工况诊断浅析
抽油机井工况诊断浅析摘要：本文综合了油井的功图、压力、电参数、井身结构等多元数据进行理论分析研究，与油井的工况进行分析对比，得出了油井多元数据相互之间以及与油井工况之间的主要关系，从而为更加准确的判断油井工况、提高油井的生产效率、计算机的工况自动识别等方面，提供了有力的技术支持。
关键词：抽油机井；多元数据；工况1引言有杆泵采油是我国油田原油生产的最主要的开采方式，我国油田普遍开采多年，对于油井的功况诊断，已经是油田采油工艺技术的重要组成部分。
正确的油井工况诊断不仅可以为油井的生产提供保证、为油井作业提供依据，而且能够提高油井的系统效率和管理水平。
本文结合油井工况对油井的功图、压力、电参数、井身结构等多元数据的影响进行分析，得出了油井多元数据与油井工况的关系，通过油井工况诊断，可以查明故障原因，采取相应措施，针对性的解除故障，保障油井长期稳产和长寿。
2工况因素分析2.1示功图通过实测功图进行油井工况诊断是油田生产中普遍应用的方法，实测示功图可以反映出深井泵在井下工作的异常现象，可以结合地质情况和利用生产数据、仪器工作状况，来分析解释抽油井的工作制度是否合理。
机、杆、泵参数组合是否与油井相适应。
实测示功图经过诊断技术处理，可以找出影响油井泵效或不出油的原因，然后根据油田采油工艺技术的配套措施来解决生产问题。
在油田生产过程中，技术人员基本都是通过功图进行油井诊断，对于一些常规的油井工况可以方便准确的判断出来。
有的油井供液不足，动液面下降过快；有的油井抽油时出现的一些工程问题，例如：泵失效、阀漏失、抽油杆断脱、碰泵、缸套错位等工况。
但对于一些油管漏失、丝扣漏失、管线堵、泵阀常开、连抽带喷等工况，仅仅靠单一功图的数据是不能够进行准确判断的，因此必须通过一些其它数据，进行对比分析。
随着计算机技术的不断发展，通过地面功图的特征进行自动判断油井工况已经成为可能。
由于地面实测功图影响因素较多，因此，在计算机识别中往往求解出其井下泵功图，然后再进行油井工况的诊断。
工况分析方法
（2）产液量升高——加密量化，核实产量，确定产液量是否发生变化：
——井组内是否有工艺措施施工井，如果受工艺施工 井的干扰则要及时将情况逐级反应，确保该井正常生 产和工艺施工井的措施质量； ——井组内或边邻井是否有停产井，尤其要注意非井 组内的边邻井的干扰与影响，为井组对应关系的确定 或井组重新划分，以及下一步措施治理提供依据。 ——对于出砂井，液量突然增加，要在上述分析基础 上及时查找原因，并合理调整产液量，以防造成油井 出砂导致躺井。
发区块抽油机 （2）参数偏大（供液不足）区：流压 低、泵效低、地层条件差，应当压 断脱漏失(D)区 井供液与排液 裂、酸化或调整配注及调小参数， （5）待落实区：流压、泵效 协调关系的宏 协调供排关系 不协调，可能是计量和资 参数偏小(E)区 料不准确，应当重新计量 观动态分析图。 并核对资料
2、抽油井动态控制图的应用
三、抽油机井工况分析方法
（一）工况分析常用生产数据和资料
1、日常生产数据资料：日产液量、日产油量、含水、气油比、
套压、回压、井口温度等； 2、产出液物性资料：含砂量、含蜡量、凝固点、矿化度； 3、管柱等资料：管柱图、工作制度、泵效、泵挂深度、动液 面、沉没度（流压）、静液面（静压）； 4、日常管理资料：上下行电流、示功图、热洗周期、作业监 督描述资料； 5、井组相关资料：对应的注水井配注量、实际注水量、调配 动态变化等数据资料。
油井工况分析是一项综合分析、判断油井生产 状况好坏的工作方法和手段，在取全取准油水井各 类生产（包括地质、工程）资料基础上，为了保证 油井在良好工况条件下正常、高效生产，必须随时
或定期开展油井工况分析工作。
通过油井工况分析要达到以下三个工作目标：
抽油机井工况分析讲解共67页文档
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
▪
谢谢！
67
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
Hale Waihona Puke 28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子
▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
▪
30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
抽油机井工况分析-动态控制图
0.8 3.4 4.2 4.2 0.7 4.6 10.7 3 0.3 0.9 2.2 0.8 2.5 4.5 4.1 1.2 4.6 9 9
96.2 89.1 90.4 54.7 93.3 77.8 30 85.7 91.5 71.5 68.7 97.4 14 42 38 96.1 75.6 80.9 54
η，％ 30
参数偏大区
f
0.3
P流/P饱 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
e
该区域的井流压较低、 泵效低，表明供液能力不足， 40 原因分析：抽汲量大于 50 60 70 80 抽汲参数过大，功图显示供 地层供给量，地层条件差 液不足或气体严重影响。 （低渗透或注水跟不上）或 b 抽汲参数偏大引起的 待落实区。
动态控制图应用
0 0.1 0.2 10 20 30 40 50
η，％ 60 70 80
1# 2#
b e
P流/P饱
0.3 0.4 0.5 0.6
参数偏大区
f
在断脱漏失区中， 4号井 待落实区 合理区 从示功图上分析抽油杆断脱，
a
3# 4#
而且是中部断脱，在确认油 c
井不出油后进行检泵修井。
d
0.7
0.8 0.9
区域 井数， 口 百分比， ％
合理 参数偏 参数偏 待落实 断脱漏 区 大区 小区 区 失区
备注
练习题
1、 某井使用的抽油机型号为CYJ12-4.2-73HB， 生产参数为56mm泵，冲程4.2m，冲次5次/分，泵 深1100m，动液面245m，套压0.5MPa，日产液量 63.4吨/日，含水93.5 ％，原油密度925kg/m3 ，测试 抽油机最大载荷81.5KN， 有两口水井为其双向注水， 井组注采比1.25，请评价该井所处的工况区域，并针 对问题提出下步建议。
抽油机井工况图制作、分析及治理措施
三、抽油机井工况特征分析及治理措施
P B’ B C
A″ A A'
D'
D S
漏失影响的示功图
（2）吸入部分漏失
当吸入阀严重漏失 时，排出阀一直不能打开， 悬点不能卸载。示功图位于 最大理论载荷线附近。因摩 擦力的缘故，示功图成条带 状（如右图所示）。
漏失影响的示功图
（3）油管漏失的示功图
油管漏失不是泵本身的 问题，所以示功图形状与理 论示功图形状相近，只是由 于进入油管的液体会从漏失 处漏入油管、套管的环形空 间，使作用于悬点上的液柱 载荷减小，不能达到最大理 A 论载荷值，(如右图所示）。
抽油机井工况图制作、 抽油机井工况图制作、分析 及治理措施
工艺所综合运行室 于同印
一、抽油机井工况图在生产管理中的意义
抽油机井宏观控制图是根据油井生产和管理的需要而绘 制的，用于检查抽油机井的工作状况， 制的，用于检查抽油机井的工作状况，它能够宏观地反映地层 供液能力与抽油设备排液能力的匹配情况、 供液能力与抽油设备排液能力的匹配情况、抽油泵的泵效以及 油田的管理水平，指导技术管理人员采取针对性地措施， 油田的管理水平，指导技术管理人员采取针对性地措施，使油 井在合理地工况下生产，从而提高技术管理水平。 井在合理地工况下生产，从而提高技术管理水平。
下冲程开始后，由于吸入阀漏失，泵内压 力不能及时提高而延缓了卸载过程，使排出阀 不能及时打开。只有当柱塞速度大于漏失速度 后，泵内压力提高到大于液柱压力，将排出阀 打开而卸去液柱载荷（如图中D '点） 。 泵内压力降低使排出阀提前关闭，悬点提前加 载,到达下死点时，悬点载荷已增加到 A″。 悬点以最小载荷继续下行，直到柱塞下 行速度小于漏失速度的瞬间 。（如图中A ‘点） 上冲程，吸入部分漏失不影响泵的工作，示 功图形状与理论示功图形状相近。
油井工作状况的判断方法及应用
油井工况控制技术是一种用图表管理油井生产的技术。
它能直观地反映出油井生产过程中的供排协调关系，是一种检验与评价油井工况是否合理、正常的有效手段。
抽油机井生产系统主要是由油层、井筒和机-杆-泵系统组成，如何通过调整地面与地下相关参数使油田开发减少投入，高效合理的开采石油是们研究的课题。
一、工况管理低泵效、低沉没度、低液量油井是改善油井工况面临的主要阵地。
从地层潜力、井筒管柱状况、地面参数配套三方面对油井工况进行分析并有针对性地制定措施。
针对四类“衰竭”油井分别制定的“抢救措施”迅速在全管理区铺开,且效果显著。
对沉没度低、无潜力挖潜油井,实施参数优化后平均日耗电量下降19千瓦时。
对无优化潜力且无挖潜潜力的油井,依据“三线四区”经济运行模型,实施间关4井次。
实施后辖区油井泵效增加4.2%，工况合格率提升13.8%。
分级优化治理，促使问题油井向健康油井转变。
工作中，首先建立单井优化预设计，保障油井措施工作的及时性。
根据每口井的作业情况，从横向上通过查找与之相类似的井进行总结归类，从纵向上健全完善作业数据的分析整理，提前为每口井拿出一套科学合理的预设计方案，为每口油井建立了优化设计跟踪台帐。
其次建立参数优化三级流程机制。
第一优化方案设计，由工程与地质结合共同完成，提高设计结果的合理性；第二优化设计结果与作业监督和现场相结合，保证设计结果的可执行性；第三优化设计结果由相关负责人审核把关，保障设计结果准确性。
二、合理区转优良区典型井分析A井4月泵效为56.2％，沉泵比为0.498，经工况动态控制图软件分析位于合理区。
1.调查分析。
在日常量油中发现该井产液量4月开始出现明显的下降，由正常时的20吨／天在一个月下降到15.5吨／天。
发现产量下降后，对该井进行了憋压，憋压资料为憋压6分5秒压力由0.6-3.0MPa，稳压5分钟压力由3.0-2.5MPa。
在资料室查阅了相关资料，发现该井液面由1月份的1883米上升到4月份的1201米，液面上升682米，该井虽然泵漏，但液面回升主要原因为注水见效，具有进一步优化的潜力。
油井工况分析思路和方法1(精)
第一步：用泵效、液面、产量等关键指标来反映整体工况的变化情况；
第二步：从汇总过的资料上进行分析： （1）电流分析； （2）功图负荷变化分析； （3）功图图形分析； （4）液面变化分析； （5）憋压曲线分析； 第三步：通过以上的分类分析，对各种不同类型的工况进行汇总：（1）结蜡加重；（2） 泵漏失；（3）管漏失；（4）注水受效… 不足之处：（1）以井筒状况分析为主；（2）分析的深度与分析技术的掌握程度有直接的 关系，分析的角度不同分析的结论差异很大；（3）需要注重资料的准备和收集，单一的 功图、液面资料很难较全面分析问题。 建议：（1）注重资料的收集；（2）与产量变化结合起来。
1、泵漏失； 2、供液不足； 3、液性影响； 4、垫阀、卡泵； 1、加蜡、油稠； 2、结垢、腐蚀； 3、磨损、管漏； 1、沉没度不合理； 2、井底流压不合理； 3、泵效偏低； 4、冲次过快… 1、泵刺漏、间隙过大； 2、泵进液量不够； 3、气蚀、稠油； 4、砂、垢、腐蚀落物等影响。 1、产液中蜡质和胶质、沥青质含量多，容易析 出； 2、产液水体结垢倾向突出，SRB突出； 3、偏磨；管磨穿或丝扣腐蚀。 1、泵排量偏大或偏小； 2、泵挂偏深或浅； 3、供液能力不足、泵漏失、管漏失、憋泵、抽 油杆形变大； 4、会导致偏磨加快。
1.3 系统效率
机采系统效率测试参数表：
开展机采系统效率分析的前提是测试工作的开展。
1.3 系统效率
抽油机井系统效率影响因素分析的基础——节点系统分析 抽油机采油系统中 的能量损失
电动机损 失
皮带传动 损失
减速箱损 失
油井工况分析PPT精选文档
7、含水分析
对油井的单井分析，要分析含水的变化，通过 分层数据和测试资料，以及油井连通情况和相关水 井的注水情况，找到含水变化的原因，以便采取有 效措施控制含水，把举升设备与能耗有效地用来举 油而不是进行水的注入采出循环。
26
（四三、）抽抽油机机井井生工产况工分况析分析
及在时完准确成地油了井解工有况杆泵控抽制油图系分统区(包宏括观地分面设析备基、础井上下，工具下 和一抽步油就井是本主身要)的围工绕作油情况井，产明液确量油、井含生水产所率存、在泵的效问等题直，接是抽反
20
5、泵况分析
抽油机井的单井分析应首先分析泵况，以下四种井需进行重点泵况分析： （1）属于断脱漏失区的示功图非正常井
分析泵况是否正常，应首先从流压和泵效入手，根据它们的数值大小、 相互关系和随时间的变化关系，来分析是否可能存在泵况问题。对于目 前数值来说，工况图已把井点进行了大致分类，如果该井处于工况图的 断脱漏失区，多数油井示功图也不是正常图形。
3
通过油井工况分析要达到以下三个工作目标：
1、确保正常生产井能够持续高效生产； 2、及时发现异常井并制定相应的治理措施加以治理，使
之转为正常、高效生产。
3、对潜力井及时制定科学合理的调整和挖潜措施，充分
发挥每口油井的生产能力。
4
二、油井工况分析的基本步骤与要求
▪ （一）准备：收集资料与整理，先易后难理思绪。
① ② ③、、、管计其柱量他上方部面问漏问题失题
如果管计柱量上方部面漏存失在，问而题泵，的比状如态分完离好器，故则障井，液分被离举器升规到格井和口 油附井近产时液有量一水部平分相从差漏太
除失大孔，计道量量处油自流工回的身到操的油作问套有管问题环题外空或，中计去算其。有他对误凡于，泵计是来量与说设井，备其或筒受相举力关液关集系油至没设计有施量质检的修接变估收化产之，偏所差间以等，
工况分析-典型示功图分析
油层
二、常规管式泵工作原理
活 塞 下 行
游动凡尔打开
固定凡尔关闭
液柱压力
泵内液体转移入油管
排液条件：
沉没压力
泵内压力大于液柱压力
典型示功图分析
一.常规管式泵结构 二、常规管式泵结构原理 三、典型示功图分析
典型示功图分析
特点：近似平行四边形
有振动载荷影响时，近似平行 四边形，上下载荷线为逐渐减弱
D'
D
o
S
气锁影响
典型示功图分析
1、气体影响示功图
气体使泵效降低的数值可 使用下式近似计算:
P B B' C
' g
DD S
'
式中：S—光杆冲程
AD ' 充满系数: AD
A o
D'
D S
典型示功图分析
2、充不满影响的示功图
当沉没度过小或供液不足
使液体不能充满工作筒时，均 会影响示功图的形状。 下冲程由于泵筒中液体充
3、漏失影响的示功图
（4）油管漏失的示功图
油管漏失不是泵本身的 问题，所以示功图形状与理 论示功图形状相近，只是由 于进入油管的液体会从漏失 处漏入油管、套管的环形空
P B C
间，使作用于悬点上的液柱
载荷减小，不能达到最大理 论载荷值，(如右图所示）。
A o D S
生产动态表现：液面较正常上升，液量下降，憋压时间延长，即使憋起压 后，压降也快。
二、常规管式泵工作原理 吸液入泵 排液出井口 活 吸液条件： 塞
上 行
沉没压力大于泵内压力
游动凡尔关闭
液柱压力
沉没压力
固定凡尔打开
二、常规管式泵工作原理
油井工况分析
10
S
四、示功图分析
1、理论示功图的解释 P
B'
λ SP
B
C
W'l W'r
A D D'
o
S
S
ABC线—驴头上冲程线； CDA线—驴头下冲程线； S—光杆冲程； Sp —活塞冲程； λ— 冲程损失。
11
四、示功图分析
2、理论示功图的绘制
（1）建立直角坐标系，横坐标表示冲程，纵坐标表 示光杆负荷。
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失 P B C
上冲程时，泵内压力降低， 柱塞两端产生压差，使柱塞 上面的液体经过排出部分的 不严密处（阀及柱塞与衬套 的间隙）漏到柱塞下部的工 作筒内，漏失速度随柱塞下 面压力的减小而增大。由于 漏失到柱塞下面的液体有向 上的“顶托”作用，悬点载 荷不能及时上升到最大值， 使加载缓慢。相当于增载线 A 的工作过程是活塞边上行， 液体边漏失的过程。 o
D D’
37
S
四、示功图分析 六、示功图测试及分析
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
当漏失量很大时，由于漏 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。
P B B’ C’ C" C
D
35
S
四、示功图分析 六、示功图测试及分析
4、漏失影响的示功图
（1）排出部分漏失
随着悬点运动的加快， “顶托”作用相对减小，直 到柱塞上行速度大于漏失速 度的瞬间，悬点载荷达到最 大载荷（如图中B'点）
P
B
B
油井工况分析思路和方法详解
1、泵刺漏、间隙过大； 2、泵进液量不够； 3、气蚀、稠油； 4、砂、垢、腐蚀落物等影响。
1、加蜡、油稠； 2、结垢、腐蚀； 3、磨损、管漏；
1、产液中蜡质和胶质、沥青质含量多，容易析 出； 2、产液水体结垢倾向突出，SRB突出； 3、偏磨；管磨穿或丝扣腐蚀。
1、沉没度不合理； 2、井底流压不合理； 3、泵效偏低； 4、冲次过快…
第一步：对单个油井工况指标进行汇总分析，如泵效、液面、负荷、电流等； 第二步：将工况类型分为以下几类： （1）产量上升、含水上升、液面上升、功图正常； （2）产量下降、含水不变、液面上升、功图变差； （3）产量下降、含水不变、液面上升、功图正常、负荷下降； （4）产量下降、含水不变、液面下降、功图供液不足； （5）产量不变、含水上升、液面上升、功图正常； … 第三步：通过以上的分类分析，将问题按注水问题、泵况问题、结蜡结垢影响等方面进行 汇总，并提出治理对策。
就是通过宏观控制图描述区块或采油队油井的工况分布情况，然后对处于非正常区域 的油井分类进行分析。这样的油井工况分析思路较传统，通过宏观控制图反应油井工况一 目了然，且较容易地实现了分类汇总，集中分析。
第一步：绘制区块宏观控制图，分为两种：沉没压力与泵效的关系、井底流压与泵效的关 系； 第二步：按照宏观控制图区域的划分对油井进行分类； 第三步：不同分类的油井针对性地分析主要问题并提出对策； 第四步：对断脱漏失区的井利用功图资料进行更加深入的分析； 第五步：对比工况分布情况的动态变化分析导致变化较大的原因。
变量 油藏潜力 供液能力
排液能力 产液水平
参考来源 IPR
产液水平和流压或沉没压力高 低。通过测压过程中压力恢复
情况可以掌握。
由功图反映出的泵排液能力
地面计量
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C
A
S活 S光
D λ
S
当弹性变形完毕，光杆带动活塞开始上行，固定凡尔 打开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此 时，光杆处所承受的载荷，仍和B点时一样没变化，所 以画出一条直线BC，简称上载荷线。
11
上 游 动 凡 尔 打 开
P
B
减载线
C
下 游 动 凡 尔 打 开
A
S活
D λ
S光
S
固 定 凡 尔 关 闭
第三部分
生产状况分析
4. 油井结蜡对示功图的影响
措施：加清蜡剂；热洗井清蜡，制定合理 的清蜡周期.
53
第三部分
5、漏失对示功图的影响
生产状况分析
（1）游动阀漏失对示功图的影响
B B2 B1 B3 C1 C C2 C3 D3
A
D
D1
图1游动凡尔和活塞不严引起的漏失
该图是排出部分漏失时的理论示功图。当光杆离开 A点开始上冲程时，活塞下面的液体压力随着抽油杆 的伸长和活塞被提升而逐渐下降，活塞上下之间随即 产生压力差，使活塞上部的液体经排出部分的不严密 处而漏到活塞下面的工作筒内。这种因漏失减少光杆 负荷的现象，称为“顶托”作用或“顶托”现象。
P
B
理论示功图
C
A
S活 S光
D λ
S
光杆上行结束并立即转入下行
26
上 游 动 凡 尔 打 开
P
B
理论示功图
C
下 游 动 凡 尔 打 开
A
S活
D λ
S光
S
固 定 凡 尔 关 闭
光杆在下行
27
P
B
理论示功图
C
A
S活
D λ
S光
S
光杆和活塞都在下行
28
P
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在下行
卡泵
43
第三部分
1.稠油对示功图的影响
生产状况分析
油稠，使磨檫等附加阻力变 大，造成上负荷线偏高，下 负荷线偏低。同时，使得凡 尔开关比正常时滞后，凡尔 和凡尔座配合不严蜜，造成 较大的漏失。
该类图形的特点是： （1）上负荷线高于最大理论负荷线，下负荷线 低于最小理论负荷线，图形肥胖 （2）四个角圆滑
44
第三部分
生产状况分析
2、供液能力差对示功图的影响 当沉没度过小及供液不足使液体不能充满工 作筒时的示功图 特点：下冲程中悬点载荷不能立即减小，只 有当柱塞遇到液面时才迅速卸载
P光
B
E3 E2 D2 D1 E1
C
A
D3
D
S光
供液能力差时的理论示功图
45
第三部分
生产状况分析
2、供液能力差对示功图的影响
B 增载线
C
A
S活
D
λ
S光
S
固 定 凡 尔 打 开
在上冲开始时，油管内活塞截面以上液柱的重量转加 在抽油杆柱上，这时，就要发生弹性变形，油管缩短，抽 油杆伸长。此时光杆虽然在上行，但活塞相对于泵筒却没 有移动，这样就画出示功图中的AB段斜线，它表示光杆载 荷增加的过程，称为增载线。
10
P
B
上载荷线
当柱塞由上死点下行时，固定阀在重力作用下关闭，泵腔
容积减小压力上升，直到泵腔压力超过柱塞上部液柱压力时顶 开游动阀，泵腔内的原油排到柱塞以上，深井泵完成了一次循 环，这样周而复始地将原油抽到地面。
6
上冲程游动阀关闭，
下冲程游动阀 打开，固定阀 关闭，泵下腔 室液体进入上 腔室。
泵的上腔室液体排
入油管。同时，固 定阀打开，环空内 液体进入泵的下腔 室。
3
第二部分
抽油机井示功图
（一）泵的工作原理
4
第二部分
抽油机井示功图
安装在井下，用抽油杆带动柱塞在
泵筒中上下往复运动，将井下液体抽汲 到地面的泵，又称抽油泵。主要由泵筒、
柱塞、固定阀和游动阀组成。
5
第二部分
泵的工作原理：
抽油机井示功图
当柱塞由下死点上行时游动阀在重力作用下关闭，随着柱塞 上行原油沿油管排到地面。同时泵腔容积增大，压力下降，直 到泵腔压力低于地面沉没压力时，游动阀被沉没压力顶开，泵 腔开始进油直到上死点。
措施：上作业检查更换油管
60
第三部分
生产状况分析
8. 油井出砂对示功图的影响
（1）活塞砂阻 对于油层出砂的井，细小的砂粒，将随着液体进入泵 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，附加助力使光杆负荷增加；下 冲程时，附加阻力使光杆负荷减少并且由于砂子分布在泵 筒内各处的多少不同，影响的大小不同，致使光杆负荷在 很短的时间内发生多次急剧的变化。在这种情况下测出的 示功图，其负荷线上呈现出不规则的锯齿状尖峰，且在连 续测图时尖峰是移动的。但这时油井仍能出油。
29
P
B
理论示功图
C
A
S活
D λ
S光
S
光杆和活塞都在下行
30
P
B
理论示功图
C
A
S活
D λ
S光
S
光杆和活塞都在下行
31
P
B
理论示功图
C
A
S活
D λ
S光
S
光杆和活塞都在下行
32
P
B
C
理论示功图
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在下行
33
P
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在下行
34
P
54
第三部分
5、漏失对示功图的影响
生产状况分析
（2）固定阀漏失在示功图上的表现 B2 B1
A3 A2 A A1
B
C
D2 1 D1 D
2
图1是固定凡尔漏失不严重时的图形 图2是固定凡尔漏失严重时的图形
当光杆从上死点开始下行时,固定凡尔关闭,活塞 开始挤压泵筒中的液体.当泵筒中的液体的压力超过 油套管环形空间液柱在凡尔座处形成的压力后,泵筒 中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。下冲 程，使光杆减载。
“刀把状” 采取的措施：①间开抽吸;②调整参数;③加深泵挂; ④压裂酸化改造油层; ⑤提高对应注水量
46
第三部分
生产状况分析
3、气体对示功图的影响 在抽油过程中，总有或多或少的气体进入泵内。
P光
B B1 C
A
D1
D
R
S光
由于气体影响，在下行程时悬点不能及时卸载， 到活塞下行程悬点开始卸载，但由于泵内有气体存 在，活塞压缩气体，游动凡尔不能及时打开，使卸 载缓慢，呈现一个向内弯的弧线。进入泵内的气量 越多，则D1D越长，“刀把”越明显。
第四部分
下行程转增载过程反映泵工作状况。缺失：说明载荷大 减不下，反映无液、泵漏；多出：说明载荷变小，磨擦阻 力大并有碰泵的情况。
40
第二部分
抽油机井示功图
实测示功图真实地反映悬点载荷实际状况。通过对比、判断载荷变化状况， 既可分析出抽油井生产状况，准确判定问题、故障性质及所在。下面介绍 几种具有代表性问题的实测典型示功图：
第二部分
上行程转减载过程反映泵工作状况。缺失：提前减载或 载荷小，反映活塞脱泵筒或固定阀、泵管杆漏断脱；多出： 说明载荷大，磨擦阻力大并有刮、碰、卡现象。
39
第二部分
第三部分
抽油机井示功图
减载转下行程主要反映固定阀及泵工作状况。缺失：说 明减不下载或载荷大，反映泵充满系数低、漏；多出：说 明载荷变小，反映磨擦阻力大。
当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关 闭，游动凡尔打开，活塞上下连通，抽油杆上所承受的 液柱重量又转加在油管上，抽油杆卸掉了这一载荷，于 是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短， 光杆虽下行，但活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了 CD斜线。它表示光杆上载荷减少的过程。称为减载线。
58
第三部分
6.抽油杆断脱时的示功图
生产状况分析
措施:上作业；下光杆对扣；打捞光杆
59
第三部分
生产状况分析
7. 油管漏失对示功图的影响
L 1 2
该图形和抽油机正常工作时的示功图基本相同。油 管漏失时必然出现：产液量下降、动液面升高；在油井 产液量不高的井，可通过井口蹩压，观察井口压力的变 化来判断。
47
第三部分
3、气体对示功图的影响
生产状况分析
①泵受到气体影响的实测示功图
上冲程：增载线平缓，成为 一条向右下方弯曲的弧线。 下冲程：减载线减载较慢； 弧线曲率的大小，随着进入 泵内气体压力的大小而变化。 气体压力大，光杆卸载快， 弧线曲率小。反之，则曲率 大。 这条弧线，就是受气体影响的示功图的显著特征。
51
第三部分
生产状况分析
4. 油井结蜡对示功图的影响 由于游动凡尔和固定凡尔同时都受到结蜡影响，不 能灵活的及时的开关，从而引起漏失；并且，由于油管 内壁结蜡和抽油杆结蜡，增加了油流阻力。所以，当活 塞上行时，光杆负荷增加，超过了最大理论值。下行时， 光杆负荷不稳定，在图上呈现出波浪起伏的变化。
52
20
P
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D λ
S
光杆和活塞都在上行
21
P
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在上行
22
P
B
理论示功图
C
A
S活