抽油机井工况分析讲解

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55
第三部分
5、漏失对示功图的影响
生产状况分析
(3)吸入部分和排出部分都漏失时的示功图
B A2 A A1 D1 D B1 C1 C C2
实测图中四个角变圆和上下负荷线与理论负 荷线相当的特点看得很明显。
56
第三部分
生产状况分析
5、漏失对示功图的影响
漏失措施:
憋压 碰泵 热洗井 作业检泵
57
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。
含水 产液量 示功图
生产压差
动液面
悬点载荷 憋泵曲线
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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
49
第三部分
生产状况分析
3.泵受到气体影响井措施:
定期放套管气,合理控制套压,减 少气体影响 对油气比很高的抽油井,在泵尾部 装气锚 调整防冲距,减少余隙容积 调整参数 加深泵挂,提高沉没压力 提高对应井注水量
50
第三部分
生产状况分析
4. 油井结蜡对示功图的影响 由于石油中大都不同程度的含有蜡。当温度 降低到蜡的初始结晶温度时,溶解在石油中的蜡 就会凝析出来,粘附在油管、抽油杆、深井泵等 井下设备上。油井结蜡可以增大光杆负荷,引起 凡尔失灵或卡死凡尔,卡死活塞,堵死油管。 由于结蜡部位的不同,影响的严重程度不同, 现分为以下几种情况进行分析。 ①凡尔结蜡; ②油管和抽油杆结蜡
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
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。
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。
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。
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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。
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:
12
P
B 下载荷线
C
A
S活 S光
D λ
S
当弹性变形完毕,活塞开始下行,液体就通过游 动凡尔向活塞以上转移,此过程中,光杆所受的 载荷不变,于是画出直线DA,简称下载荷线。
13
P
B
C
理论示功图
A
S活 S光
D
S
λ
这四条线连在一起,即为理论示功图。
14
下面演示一下理论示功图的形成过程
15
P
上 、 下 游 动 凡 尔 关 闭
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
7
第二部分
抽油机井示功图
在实际工作中是以实测地面示功图作为分 析有杆泵工作状况的主要依据。由于抽油井的 情况较为复杂,在生产过程中,实测示功图有 时奇形怪状各不相同。为了能正确分析和解释 示功图,常常需要以绘制理论示功图为基础。
8
第二部分
抽油机井示功图
(二)理论示功图
9
P
上 、 下 游 动 凡 尔 关 闭
48
第三部分
3、气体对示功图的影响
生产状况分析
②凡尔“气锁”,泵不出液.
所谓凡尔“气锁”是指大量气体进入泵内后, 引起游动凡尔、固定凡尔均失灵,活塞仅对气体 起压缩或膨胀作用,泵不出液。 原因:A、当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供油 能力时,在抽油过程中,动液面逐渐降低,直至动 液面降低到泵的进口附近,大量套管气进入泵内。 B、在油气比很高的抽油井中,有时因为在上 冲程时,由于原油内的大量游离气进入泵内,并 随着活塞向上运动而膨胀,占据了活塞所让出来 的泵筒体积。
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。
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Байду номын сангаас图
C
A
S活
D λ
S光
S
光杆和活塞都在上行
23
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
24
P
B
C
理论示功图
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在上行
25
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
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。
( 1)
正常功图 惯性正常功图
( 2)
气体影响
供液不足
气锁/固定阀卡/无液
41
第二部分
( 3)
油管漏失
抽油机井示功图
(5 4)
抽带喷 泵漏失
( 6)
蜡、稠油影响
( 7)
杆断脱
( 8)
固定凡尔漏
( 9)
双凡尔漏
42
第二部分
(10)
出工作筒
抽油机井示功图
(11)
碰泵或遇阻
(12)
砂影响
(13)
上挂
(14)
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
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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。
第三部分
6.抽油杆断脱时的示功图
生产状况分析
当抽油杆由于弹性疲劳、深井泵遇卡使抽油 杆柱超过拉伸屈服极限等原因而断裂、或由于抽 油杆之间未上紧而发生脱扣时,示功图将成为水 平条带状。 此时,光杆的负荷,只决定于抽油杆柱断脱部 位以上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷盒 等的摩擦阻力。而图形的位置取决于抽油杆断脱 的位置。断脱的位置越下,图形越接近最小理论 负荷线,断脱的位置愈高图形越接近基线。
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。
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
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。
“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。
B
理论示功图
C
A
S活
S光
D λ
S
固 定 凡 尔 打 开
光杆上行
16
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
17
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
18
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
19
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
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
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D
S
λ
光杆和活塞都在下行
35
P
B 理论示功图
C
A
S活 S光
D λ
S
光杆下行结束又立即转入上行
36
P
B
C
理论示功图
A
S活 S光
D
S
λ
于是画成一个封闭的曲线,即为示功图。
37
第二部分
抽油机井示功图
(三)实测示功图
38
第二部分
抽油机井示功图
第一部分
增载转上行程主要反映游动阀及杆管工作状况。缺失: 说明增载不到位或载荷小,反映阀、泵、管、杆漏断脱; 多出:说明载荷大,反映井口、井下磨擦阻力大。
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