抽油機井工況分析2014.7.9蘭天陽1目錄采油井主要參數1抽油機井示功圖簡介2抽油機井生產狀況分析23第一部分采油井主要參數產液量動液面生產壓差示功圖懸點載荷憋泵曲線生產狀況變化是由生產參數反映出來。因此，當一個參數變化直接或間接地說明生產狀態發生

某些改變，同時也會影響到其他參數變化。含水3（一）泵的工作原理4第二部分抽油機井示功圖安裝在井下，用抽油桿帶動柱塞在泵筒中上下往復運動，將井下液體抽汲

到地面的泵，又稱抽油泵。主要由泵筒、柱塞、固定閥和游動閥組成。5第二部分抽油機井示功圖泵的工作原理：當柱塞由下死點上行時游動閥在重力作用下關閉，隨著柱塞上行原油沿油管排到地面。同時泵腔容積增大，壓力下降，直到泵腔壓力低于地面沉沒壓力時，游動閥被沉沒壓力頂開，泵腔開始進油直到上死點。當柱塞由上死點下行時，固定閥在重力作用下關閉，泵腔容積減小壓力上升，直到泵腔壓力超過柱塞上部液柱壓力時頂開游動閥，泵腔內的原油排到柱塞以上，深井泵完成了一次循環，這樣周而復始地將原油抽到地面。6第二部分 抽油機井示功圖上沖程游動閥關閉，7泵的上腔室液體排入油管。同時，固定閥打開，環空內液體進入泵的下腔室。下沖程游動閥打開，固定閥關閉，泵下腔室液體進入上腔室。第二部分8抽油機井示功圖在實際工作中是以實測地面示功圖作為分析有桿泵工作狀況的主要依據。由于抽油井的情況較為復雜，在生產過程中，實測示功圖有時奇形怪狀各不相同。為了能正確分析和解釋示功圖，常常需要以繪制理論示功圖為基礎。（二）理論示功圖9第二部分抽油機井示功圖PSS活S光增載線λ在上沖開始時，油管內活塞截面以上液柱的重量轉加在抽油桿柱上，這時，就要發生彈性變形，油管縮短，抽油桿伸長。此時光桿雖然在上行，但活塞相對于泵筒卻沒有移動，這樣就畫出示功圖中的AB段斜線，它表示光桿載荷增加的過程，稱為增載線。ABCD上、下游動凡爾關閉固定凡爾打開10PSS活S光上載荷線λ當彈性變形完畢，光桿帶動活塞開始上行，固定凡爾打開，液體進入泵筒并充滿活塞所讓出的泵筒空間，此時，光桿處所承受的載荷，仍和B點時一樣沒變化，所以畫出一條直線BC，簡稱上載荷線。11ABCDPSS活S光減載線λ當活塞到達上死點，在轉入下行程的瞬間，固定凡爾關

閉，游動凡爾打開，活塞上下連通，抽油桿上所承受的

液柱重量又轉加在油管上，抽油桿卸掉了這一載荷，于

是二者又發生彈性變形，此時油管伸長，抽油桿柱縮短，光桿雖下行，但活塞相對于泵筒沒有移動，于是畫出了

CD斜線。它表示光桿上載荷減少的過程。稱為減載線。ABCD上游動凡爾打開下游動凡爾打開12固定凡爾關閉PSS活S光下載荷線λ當彈性變形完畢，活塞開始下行，液體就通過游動凡爾向活塞以上轉移，此過程中，光桿所受的載荷不變，于是畫出直線DA，簡稱下載荷線。13ABCDPSS活S光理論示功圖λ這四條線連在一起，即為理論示功圖。14ABCD下面演示一下理論示功圖的形成過程15PSS活S光理論示功圖λABCD光桿上行上、下游動凡爾關閉16固定凡爾打開PSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行17ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行18ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行19ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行20ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行21ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行22ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行23ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行24ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在上行25ABCDPSS活S光理論示功圖λA26BCD光桿上行結束并立即轉入下行PSS活S光理論示功圖λABCD上游動凡爾打開下游動凡爾打開固定凡爾關閉27光桿在下行PSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行28ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行29ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行30ABCDPSS活S光理論示功圖31λ光桿和活塞都在下行ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行32ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行33ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行34ABCDPSS活S光理論示功圖λ光桿和活塞都在下行35ABCDPSS活S光理論示功圖λA36BCD光桿下行結束又立即轉入上行PSS活S光理論示功圖λ于是畫成一個封閉的曲線，即為示功圖。37ABCD（三）實測示功圖38第二部分抽油機井示功圖第一部分增載轉上行程主要反映游動閥及桿管工作狀況。缺失：說明增載不到位或載荷小，反映閥、泵、管、桿漏斷脫；多出：說明載荷大，反映井口、井下磨擦阻力大。第二部分上行程轉減載過程反映泵工作狀況。缺失：提前減載或

載荷小，反映活塞脫泵筒或固定閥、泵管桿漏斷脫；多出：說明載荷大，磨擦阻力大并有刮、碰、卡現象。第二部分39抽油機井示功圖第三部分減載轉下行程主要反映固定閥及泵工作狀況。缺失：說明減不下載或載荷大，反映泵充滿系數低、漏；多出：說明載荷變小，反映磨擦阻力大。第四部分下行程轉增載過程反映泵工作狀況。缺失：說明載荷大減不下，反映無液、泵漏；多出：說明載荷變小，磨擦阻力大并有碰泵的情況。第二部分40抽油機井示功圖實測示功圖真實地反映懸點載荷實際狀況。通過對比、判斷載荷變化狀況，既可分析出抽油井生產狀況，準確判定問題、故障性質及所在。下面介紹

幾種具有代表性問題的實測典型示功圖：正常功圖（1）氣體影響（2）供液不足氣鎖/固定閥卡/無液慣性正常功圖41第二部分 抽油機井示功圖抽帶噴（45）泵漏失油管漏失（3）蠟、稠油影響（6）桿斷脫（7）雙凡爾漏（9）固定凡爾漏（8）第二部分42抽油機井示功圖出工作筒（10）碰泵或遇阻（11）砂影響（12）上掛（13）卡泵（14）第二部分43抽油機井示功圖稠油對示功圖的影響油稠，使磨檫等附加阻力變大，造成上負荷線偏高下負荷線偏低。同時，使得凡爾開關比正常時滯后，凡爾和凡爾座配合不嚴蜜，造成較大的漏失。該類圖形的特點是：上負荷線高于最大理論負荷線，下負荷線 低于最小理論負荷線，圖形肥胖四個角圓滑第三部分生產狀況分析442、供液能力差對示功圖的影響當沉沒度過小及供液不足使液體不能充滿工作筒時的示功圖特點：下沖程中懸點載荷不能立即減小，只有當柱塞遇到液面時才迅速卸載供液能力差時的理論示功圖45P光S光第三部分 生產狀況分析2、供液能力差對示功圖的影響“刀把狀”采取的措施：①間開抽吸;②調整參數;③加深泵掛;④壓裂酸化改造油層;⑤提高對應46

注水量第三部分 生產狀況分析3、氣體對示功圖的影響在抽油過程中，總有或多或少的氣體進入泵內。P光47S光由于氣體影響，在下行程時懸點不能及時卸載，到活塞下行程懸點開始卸載，但由于泵內有氣體存在，活塞壓縮氣體，游動凡爾不能及時打開，使卸載緩慢，呈現一個向內彎的弧線。進入泵內的氣量越多，則D1D越長，“刀把”越明顯。第三部分 生產狀況分析3、氣體對示功圖的影響①泵受到氣體影響的實測示功圖上沖程：增載線平緩，成為

一條向右下方彎曲的弧線。

下沖程：減載線減載較慢；

弧線曲率的大小，隨著進入

泵內氣體壓力的大小而變化。氣體壓力大，光桿卸載快，弧線曲率小。反之，則曲率大。這條弧線，就是受氣體影響的示功圖的顯著特征。第三部分 生產狀況分析483、氣體對示功圖的影響②凡爾“氣鎖”，泵不出液.所謂凡爾“氣鎖”是指大量氣體進入泵內后，引起游動凡爾、固定凡爾均失靈，活塞僅對氣體起壓縮或膨脹作用，泵不出液。原因：A、當泵的排量大于油井在該泵掛深度的供油能力時，在抽油過程中，動液面逐漸降低，直至動液面降低到泵的進口附近，大量套管氣進入泵內。B、在油氣比很高的抽油井中，有時因為在上沖程時，由于原油內的大量游離氣進入泵內，并隨

著活塞向上運動而膨脹，占據了活塞所讓出來的泵

筒體積。

49第三部分 生產狀況分析3.泵受到氣體影響井措施：

定期放套管氣，合理控制套壓，減少氣體影響

對油氣比很高的抽油井，在泵尾部裝氣錨

調整防沖距，減少余隙容積

調整參數

加深泵掛，提高沉沒壓力

提高對應井注水量50第三部分 生產狀況分析4.

油井結蠟對示功圖的影響由于石油中大都不同程度的含有蠟。當溫度降低到蠟的初始結晶溫度時，溶解在石油中的蠟就會凝析出來，粘附在油管、抽油桿、深井泵等井下設備上。油井結蠟可以增大光桿負荷，引起凡爾失靈或卡死凡爾，卡死活塞，堵死油管。由于結蠟部位的不同，影響的嚴重程度不同，現分為以下幾種情況進行分析。①凡爾結蠟；②油管和抽油桿結蠟51第三部分生產狀況分析4.

油井結蠟對示功圖的影響由于游動凡爾和固定凡爾同時都受到結蠟影響，不

能靈活的及時的開關，從而引起漏失；并且，由于油管

內壁結蠟和抽油桿結蠟，增加了油流阻力。所以，當活

塞上行時，光桿負荷增加，超過了最大理論值。下行時，光桿負荷不穩定，在圖上呈現出波浪起伏的變化。第三部分 生產狀況分析52措施：加清蠟劑；熱洗井清蠟，制定合理的清蠟周期.4.

油井結蠟對示功圖的影響第三部分 生產狀況分析53圖1游動凡爾和活塞不嚴引起的漏失545、漏失對示功圖的影響（1）游動閥漏失對示功圖的影響該圖是排出部分漏失時的理論示功圖。當光桿離開

A點開始上沖程時，活塞下面的液體壓力隨著抽油桿的伸長和活塞被提升而逐漸下降，活塞上下之間隨即產生壓力差，使活塞上部的液體經排出部分的不嚴密處而漏到活塞下面的工作筒內。這種因漏失減少光桿負荷的現象，稱為“頂托”作用或“頂托”現象。第三部分 生產狀況分析5、漏失對示功圖的影響（2）固定閥漏失在示功圖上的表現圖1是固定凡爾漏失不嚴重時的圖形圖2是固定凡爾漏失嚴重時的圖形55當光桿從上死點開始下行時,固定凡爾關閉,活塞開始擠壓泵筒中的液體.當泵筒中的液體的壓力超過油套管環形空間液柱在凡爾座處形成的壓力后,泵筒中的液體就從吸入部分的不嚴密處漏入井中。下沖程，使光桿減載。

第三部分 生產狀況分析5、漏失對示功圖的影響（3）吸入部分和排出部分都漏失時的示功圖實測圖中四個角變圓和上下負荷線與理論負荷線相當的特點看得很明顯。56第三部分 生產狀況分析5、漏失對示功圖的影響漏失措施：

憋壓

碰泵

熱洗井

作業檢泵第三部分 生產狀況分析576.抽油桿斷脫時的示功圖當抽油桿由于彈性疲勞、深井泵遇卡使抽油桿柱超過拉伸屈服極限等原因而斷裂、或由于抽油桿之間未上緊而發生脫扣時，示功圖將成為水平條帶狀。此時，光桿的負荷，只決定于抽油桿柱斷脫部位以上桿柱在液體中的重量和它與液體、防噴盒等的摩擦阻力。而圖形的位置取決于抽油桿斷脫的位置。斷脫的位置越下，圖形越接近最小理論負荷線，斷脫的位置愈高圖形越接近基線。58第三部分生產狀況分析6.抽油桿斷脫時的示功圖措施:上作業；下光桿對扣；打撈光桿第三部分生產狀況分析597.

油管漏失對示功圖的影響該圖形和抽油機正常工作時的示功圖基本相同。油管漏失時必然出現：產液量下降、動液面升高；在油井產液量不高的井，可通過井口蹩壓，觀察井口壓力的變化來判斷。措施：上作