抽油機井動態(tài)控制圖編制與分析方法

1、 抽油機井動態(tài)控制圖編制及應(yīng)用抽油機井動態(tài)控制圖編制及應(yīng)用 一、動態(tài)控制圖簡介一、動態(tài)控制圖簡介 抽油機井動態(tài)控制圖是大慶采油六廠，抽油機井動態(tài)控制圖是大慶采油六廠，根據(jù)幾年來抽油井管理的的實踐而總結(jié)創(chuàng)造根據(jù)幾年來抽油井管理的的實踐而總結(jié)創(chuàng)造出的一種宏觀管理的控制方法，它可以使采出的一種宏觀管理的控制方法，它可以使采油作業(yè)區(qū)的干部員工較直觀的掌握抽油井的油作業(yè)區(qū)的干部員工較直觀的掌握抽油井的泵況，為油井挖潛提供主攻方向，使管井人泵況，為油井挖潛提供主攻方向，使管井人對自已所管油井的生產(chǎn)情況做到一目了然，對自已所管油井的生產(chǎn)情況做到一目了然，明確應(yīng)做的工作，使油井盡可能多的進入合明確應(yīng)做的工作，

2、使油井盡可能多的進入合理區(qū)的工作狀態(tài)，是提高油井管理水平的一理區(qū)的工作狀態(tài)，是提高油井管理水平的一種有效方法。種有效方法。 二、動態(tài)控制圖構(gòu)成二、動態(tài)控制圖構(gòu)成斷斷脫脫漏漏失失區(qū)區(qū)參數(shù)偏小區(qū)參數(shù)偏小區(qū)Pf(MPa)待待落落實實區(qū)區(qū)參參數(shù)數(shù)偏偏大大區(qū)區(qū)%合合理理區(qū)區(qū)c理論泵效下限理論泵效下限a平均理論泵效線平均理論泵效線b理論泵效上限理論泵效上限e合理區(qū)泵效下限合理區(qū)泵效下限d最低自噴流壓線最低自噴流壓線f供液能力界線供液能力界線g斷脫漏失界線斷脫漏失界線七條線五個區(qū)三、三、 流壓的計算流壓的計算 1 1、當、當L=HL=H時時,P,Ph h=P=Pf f 2 2、當、當LH ,PLH ,Ph

3、h=P=Pf f-p-p 3 3、當、當L HL H時時, P, Ph h=P=Pf f+p+p 4 4、P Ph h=g h=g h 5 5、p=gp=g（H-LH-L） 式中式中L-L-下泵深度下泵深度, ,，m;m; H- H-油層中部深度油層中部深度,m;,m; h h-沉沒壓力沉沒壓力,MPa;,MPa; P Pf f-流動壓力流動壓力,MPa;,MPa; p- p-壓差壓差, MPa;, MPa;四、四、 泵效的計算泵效的計算計算公式為計算公式為: :=1 12 23 34 45 5 式中式中-理論泵效理論泵效( (小數(shù)小數(shù), ,下同下同););1 1-游離氣影響時的泵效游離氣影響

4、時的泵效; ;2 2-余隙中氣體膨脹減少活塞有效行程時的泵余隙中氣體膨脹減少活塞有效行程時的泵效效; ;3 3-油管及抽油桿彈性伸縮產(chǎn)生沖程損失時的油管及抽油桿彈性伸縮產(chǎn)生沖程損失時的泵效泵效; ;4 4-溶解氣影響時的泵效溶解氣影響時的泵效; ;5 5-泵筒凡爾漏失影響時的泵效泵筒凡爾漏失影響時的泵效. .四、四、 泵效的計算泵效的計算1 1=1/1+(1-w )(R-Rg)Bg =1/1+(1-w )(R-Rg)Bg Bg=0.000386(ZT/PBg=0.000386(ZT/Ph h) ) Rg=RRg=R（h h/b b ）1/31/31.185-0.22 1.185-0.22 T=

5、273+0.033L+15 T=273+0.033L+15 2 2=S-S1(1-w)(R-Rg)Bg /S =S-S1(1-w)(R-Rg)Bg /S 3 3=(S-)/S =(S-)/S =(gL=(gL10-6- Ph)L p/E(1/ r + 1/t ) 10-6- Ph)L p/E(1/ r + 1/t ) 4 4= w+(1- w)/Bo = w+(1- w)/Bo 5 5=0.9=0.9 式中式中R:R:原始油氣比原始油氣比,m,m3 3/t/t；Rg:Rg:吸入口壓力下溶解油氣比，吸入口壓力下溶解油氣比，m m3 3/t/t； w w: :為含水率；為含水率；Bg:Bg:沉沒壓

6、力下氣體體積系數(shù)；沉沒壓力下氣體體積系數(shù)；Z:Z:氣體壓縮系數(shù)。氣體壓縮系數(shù)。PaPa-1-1；P Ph h: :沉沒壓力，沉沒壓力，MPaMPa；S:S:光桿沖程長度，光桿沖程長度，m m；:沖程損失長度，沖程損失長度，m m；S S1 1: :余隙（防沖距）長度，余隙（防沖距）長度，m m； E:E:鋼材彈性模量，鋼材彈性模量，N/cmN/cm3 3r r:抽油桿柱按長度加權(quán)平均截面積，長度加權(quán)平均截面積，cmcm2 2； 四、四、 泵效的計算泵效的計算四、泵效的計算四、泵效的計算E-E-鋼材彈性模量，鋼材彈性模量，N/cmN/cm3 3 r-r-抽油桿柱按長度加權(quán)平均截面積，抽油桿柱按長

7、度加權(quán)平均截面積，cmcm2 2；i-i-抽油桿柱自上而下依次編排的級數(shù)；抽油桿柱自上而下依次編排的級數(shù)；Li-Li-第第i i級抽油桿柱長度，級抽油桿柱長度，m m；ri-ri-第第i i級抽油桿柱橫截面積，級抽油桿柱橫截面積， cmcm2 2；t-t-油管柱金屬部分按長度的加權(quán)平均截面積，油管柱金屬部分按長度的加權(quán)平均截面積，cmcm2 2；j-j-油管自上而下依次編排的級數(shù)；油管自上而下依次編排的級數(shù)；Lj-Lj-第第j j級油管柱長度，級油管柱長度，m m；Ftj-Ftj-第第j j級油管柱金屬部分橫截面積，級油管柱金屬部分橫截面積，cmcm2 2；Bo-Bo-沉沒壓力下原油體積系數(shù)，

8、小數(shù)；（可從原油高壓沉沒壓力下原油體積系數(shù)，小數(shù)；（可從原油高壓物性曲線上查到）。物性曲線上查到）。g-g-重力加速度，重力加速度，cm/scm/s2 2；fp-fp-抽油泵活塞截面積，抽油泵活塞截面積，cmcm2 2；五、五、 各界線的確定各界線的確定1 1、理論泵效上限、理論泵效上限b b線的確定線的確定 取本區(qū)塊的下泵深度、含水、沖程的最大值、最取本區(qū)塊的下泵深度、含水、沖程的最大值、最低的溶解油氣比，采用上述公式取變量低的溶解油氣比，采用上述公式取變量hshs分別計算出分別計算出多點流壓、泵效，取流壓為縱坐標，泵效為橫坐標，多點流壓、泵效，取流壓為縱坐標，泵效為橫坐標，在坐標軸上點點，

9、連成平滑的曲線，即為理論泵效上在坐標軸上點點，連成平滑的曲線，即為理論泵效上限曲線。限曲線。2 2、理論泵效下限、理論泵效下限c c線的確定線的確定 取本油田的下泵深度、含水和沖程的最小值，最取本油田的下泵深度、含水和沖程的最小值，最高的溶解油氣比采用上述公式取變量高的溶解油氣比采用上述公式取變量hshs分別計算出多分別計算出多點流壓、泵效，在坐標軸上點點，連成平滑的曲線，點流壓、泵效，在坐標軸上點點，連成平滑的曲線，即為理論泵效下限曲線。即為理論泵效下限曲線。五、五、 各界線的確定各界線的確定3 3合理區(qū)泵效下限合理區(qū)泵效下限e e線的確定線的確定 我廠確定這條線要根據(jù)各區(qū)塊的供液我廠確定這

10、條線要根據(jù)各區(qū)塊的供液情況及油氣比高低而決定，一般我廠應(yīng)選情況及油氣比高低而決定，一般我廠應(yīng)選擇泵效在擇泵效在25-35%25-35%之間。具體確定方法是根之間。具體確定方法是根據(jù)示功圖和動液面資料，以統(tǒng)計的方式在據(jù)示功圖和動液面資料，以統(tǒng)計的方式在控制圖中找出存在供液不足和嚴重氣影響控制圖中找出存在供液不足和嚴重氣影響的區(qū)域，根據(jù)其分布區(qū)域確定的區(qū)域，根據(jù)其分布區(qū)域確定e e線。線。五、五、 各界線的確定各界線的確定4 4、供液能力界限、供液能力界限f f線的確定線的確定 根據(jù)示功圖和動液面資料，以統(tǒng)計的方法在控制圖中根據(jù)示功圖和動液面資料，以統(tǒng)計的方法在控制圖中找出存在供液不足和嚴重氣體影

11、響的區(qū)域，初步確定一個供找出存在供液不足和嚴重氣體影響的區(qū)域，初步確定一個供液能力界限的流壓值。液能力界限的流壓值。 由于由于f f線與線與e e線是相關(guān)聯(lián)的，通過貼示功圖確定線是相關(guān)聯(lián)的，通過貼示功圖確定e e線的線的同時即可將同時即可將f f線確定下來，也可由線確定下來，也可由e e線反推來決定性線反推來決定性f f線，從線，從理論上認為泵的充滿系數(shù)為理論上認為泵的充滿系數(shù)為50%50%，我們可以通過公式推導(dǎo)出，我們可以通過公式推導(dǎo)出保持充滿系數(shù)為保持充滿系數(shù)為50%50%時所需要的沉沒度及沉沒壓力，再由沉時所需要的沉沒度及沉沒壓力，再由沉沒壓力導(dǎo)出相應(yīng)的流壓值，以確定供液能力線。沒壓力導(dǎo)

12、出相應(yīng)的流壓值，以確定供液能力線。簡單繪制可做縱坐標的平行線，與理論泵效下線交于一簡單繪制可做縱坐標的平行線，與理論泵效下線交于一點，過點做橫坐標的平行線即可，然后根據(jù)區(qū)塊實際情況進點，過點做橫坐標的平行線即可，然后根據(jù)區(qū)塊實際情況進行對比和修正。行對比和修正。五、五、 各界線的確定各界線的確定5 5斷脫漏失線斷脫漏失線g g線的確定線的確定 統(tǒng)計法：就是在這區(qū)域的井，泵效大于統(tǒng)計法：就是在這區(qū)域的井，泵效大于50%50%的的井大部分是正常井（抽帶噴）斷脫漏失的只是少井大部分是正常井（抽帶噴）斷脫漏失的只是少數(shù)，而泵效小于數(shù)，而泵效小于50%50%的井大部分是斷脫漏失的井。的井大部分是斷脫漏失

13、的井。根據(jù)示功圖和動液面資料，統(tǒng)計分析位于控制圖根據(jù)示功圖和動液面資料，統(tǒng)計分析位于控制圖高流壓區(qū)（流壓高于自噴壓力）中的所有抽油井，高流壓區(qū)（流壓高于自噴壓力）中的所有抽油井，初步確定正常井與不正常井的泵效界限。初步確定正常井與不正常井的泵效界限。 根據(jù)本油田的正常井的平均泵效，結(jié)合上述根據(jù)本油田的正常井的平均泵效，結(jié)合上述統(tǒng)計分析，即可確定出統(tǒng)計分析，即可確定出g g線的泵效值，在控制圖線的泵效值，在控制圖中做出中做出g g線。一般可取線。一般可取50%50%做為分界線。做為分界線。五、五、 各界線的確定各界線的確定6 6、最低自噴流壓界限、最低自噴流壓界限d d線的確定線的確定這種自噴壓

14、力界限的確定可以簡化繪這種自噴壓力界限的確定可以簡化繪制，由斷脫漏失線與理論泵效下限的制，由斷脫漏失線與理論泵效下限的交點做橫軸的平行線，然后根據(jù)區(qū)塊交點做橫軸的平行線，然后根據(jù)區(qū)塊實際情況進行對比和修正。實際情況進行對比和修正。六、區(qū)域的劃分六、區(qū)域的劃分由上述七條線及框圖線，將抽由上述七條線及框圖線，將抽油機井動態(tài)控制圖整個圖幅劃分為油機井動態(tài)控制圖整個圖幅劃分為五個大的區(qū)域，即合理區(qū)、參數(shù)偏五個大的區(qū)域，即合理區(qū)、參數(shù)偏大區(qū)、參數(shù)偏小區(qū)、待落實區(qū)、斷大區(qū)、參數(shù)偏小區(qū)、待落實區(qū)、斷脫漏失區(qū)。脫漏失區(qū)。七、具體措施七、具體措施 對不同區(qū)域的油井進行調(diào)整，采取不同對不同區(qū)域的油井進行調(diào)整，采取

15、不同的措施使它們盡可能的進入到合理區(qū)中是我的措施使它們盡可能的進入到合理區(qū)中是我們工作的重點。們工作的重點。. .參數(shù)偏大區(qū)油井的調(diào)整：參數(shù)偏大區(qū)油井的調(diào)整： 這一區(qū)域所聚集的油井表現(xiàn)為抽汲參數(shù)這一區(qū)域所聚集的油井表現(xiàn)為抽汲參數(shù)過大，油層供液不足或有氣體影響深井泵工過大，油層供液不足或有氣體影響深井泵工作。作。其突出的特點就是油井的供液能力不強，其突出的特點就是油井的供液能力不強，對于這一區(qū)域的油井，根據(jù)其油井供液的情對于這一區(qū)域的油井，根據(jù)其油井供液的情況，進行調(diào)整。況，進行調(diào)整。斷斷脫脫漏漏失失區(qū)區(qū)參數(shù)偏小區(qū)參數(shù)偏小區(qū)Pf(MPa)待待落落實實區(qū)區(qū)參參數(shù)數(shù)偏偏大大區(qū)區(qū)%合合理理區(qū)區(qū)c理論泵

16、效下限理論泵效下限a平均理論泵效線平均理論泵效線b理論泵效上限理論泵效上限e合理區(qū)泵效下限合理區(qū)泵效下限d最低自噴流壓線最低自噴流壓線f供液能力界線供液能力界線g斷脫漏失界線斷脫漏失界線參數(shù)偏大參數(shù)偏大區(qū)區(qū)1、參數(shù)偏大區(qū)：、參數(shù)偏大區(qū)：指所汲參數(shù)偏大，菌圖顯示供液不足，或氣指所汲參數(shù)偏大，菌圖顯示供液不足，或氣體影響，流壓低、泵效低的區(qū)域體影響，流壓低、泵效低的區(qū)域七、具體措施七、具體措施對于稠油井而言對于稠油井而言 a.a.供液能力較差，但沒到油井的注汽周期，供液能力較差，但沒到油井的注汽周期，我們可以采取常規(guī)的洗井、碰泵的方法加以調(diào)我們可以采取常規(guī)的洗井、碰泵的方法加以調(diào)整。如果是油層堵塞

17、的可以采取高溫解堵工藝整。如果是油層堵塞的可以采取高溫解堵工藝恢復(fù)產(chǎn)量?；謴?fù)產(chǎn)量。b. b. 已到注汔周期并有一定的注汽價值的油井，已到注汔周期并有一定的注汽價值的油井，采取注汽的方式來調(diào)整油井供液情況，同時對采取注汽的方式來調(diào)整油井供液情況，同時對比其油層深度，泵掛淺的油井，也可采取加深比其油層深度，泵掛淺的油井，也可采取加深泵掛的方法來改善油井工況。泵掛的方法來改善油井工況。 如果沒有注汽價值，而且是產(chǎn)量也低的井可采如果沒有注汽價值，而且是產(chǎn)量也低的井可采取冷采措施如微生物、化學(xué)吞吐采油等來調(diào)整取冷采措施如微生物、化學(xué)吞吐采油等來調(diào)整生產(chǎn)情況。生產(chǎn)情況。七、具體措施七、具體措施c.c.對油

18、井自身供液能力從一般到對油井自身供液能力從一般到較好，但泵效卻較低，低于較好，但泵效卻較低，低于20%20%，可以采取洗井、碰泵、調(diào)整摻油可以采取洗井、碰泵、調(diào)整摻油的方法。的方法。 d.d.供液能力可以，抽油機井的工供液能力可以，抽油機井的工作制度不合理，可以采取優(yōu)化設(shè)作制度不合理，可以采取優(yōu)化設(shè)計調(diào)整抽油機的沖程或沖次的方計調(diào)整抽油機的沖程或沖次的方法來解決油井的工況。法來解決油井的工況。七、具體措施七、具體措施e e. .供液能力較好，高液面低泵效的油井，供液能力較好，高液面低泵效的油井，診斷分析后可采取洗井、檢泵等來調(diào)整診斷分析后可采取洗井、檢泵等來調(diào)整其工況。其工況。 f.f.油井具

19、備供液能力，后因作業(yè)等原因油井具備供液能力，后因作業(yè)等原因?qū)е掠蛯游廴径氯斐晒┮耗芰Σ畹挠蛯?dǎo)致油層污染堵塞造成供液能力差的油井，可以采取高溫解堵等工藝措施進行井，可以采取高溫解堵等工藝措施進行調(diào)整。調(diào)整。 g.g.沉沒度過低的氣體影響明顯的油井，沉沒度過低的氣體影響明顯的油井，可適當控制套壓提高泵的充滿系數(shù)?？蛇m當控制套壓提高泵的充滿系數(shù)。 七、具體措施七、具體措施2.2.斷脫漏失區(qū)：斷脫漏失區(qū)：指圖中流壓高、泵效低、功圖顯示為斷脫、漏指圖中流壓高、泵效低、功圖顯示為斷脫、漏失的抽油機井所在的區(qū)域。失的抽油機井所在的區(qū)域。斷斷脫脫漏漏失失區(qū)區(qū)參數(shù)偏小區(qū)參數(shù)偏小區(qū)Pf(MPa)待待落落實實區(qū)區(qū)

20、參參數(shù)數(shù)偏偏大大區(qū)區(qū)%合合理理區(qū)區(qū)c理論泵效下限理論泵效下限a平均理論泵效線平均理論泵效線b理論泵效上限理論泵效上限e合理區(qū)泵效下限合理區(qū)泵效下限d最低自噴流壓線最低自噴流壓線f供液能力界線供液能力界線g斷脫漏失界線斷脫漏失界線斷斷脫脫漏漏失失區(qū)區(qū)七、具體措施七、具體措施2.2.斷脫漏失區(qū)油井的調(diào)整：斷脫漏失區(qū)油井的調(diào)整： 該區(qū)內(nèi)的油井特點是供液能力較強，該區(qū)內(nèi)的油井特點是供液能力較強，但其泵效不夠高，達不到平均理論泵效下但其泵效不夠高，達不到平均理論泵效下限，該區(qū)的油井大多是漏失、斷脫，但也限，該區(qū)的油井大多是漏失、斷脫，但也有正常功圖，可能是油管漏失、尾管堵塞有正常功圖，可能是油管漏失、尾

21、管堵塞的井。的井。 a. a. 如果因偏磨斷脫的可采取防偏磨措如果因偏磨斷脫的可采取防偏磨措施，如果是桿柱強度不夠，可優(yōu)化桿柱設(shè)施，如果是桿柱強度不夠，可優(yōu)化桿柱設(shè)計計, ,選高強度抽油桿；如果是脫扣，可先采選高強度抽油桿；如果是脫扣，可先采取對扣措施，不成功則檢泵。取對扣措施，不成功則檢泵。七、具體措施七、具體措施b .b .對于卡的油井，經(jīng)分析屬油稠造成對于卡的油井，經(jīng)分析屬油稠造成的的, ,可以大排量洗井或增大摻油量的方可以大排量洗井或增大摻油量的方法解卡；如果油井出砂，造成砂卡的油法解卡；如果油井出砂，造成砂卡的油井，井斜度較大的可以下特種防砂泵生井，井斜度較大的可以下特種防砂泵生產(chǎn)，

22、出砂嚴重的可采取高溫固砂、人工產(chǎn)，出砂嚴重的可采取高溫固砂、人工井壁防砂、機械防砂等方式，減少砂卡井壁防砂、機械防砂等方式，減少砂卡的發(fā)生。的發(fā)生。七、具體措施七、具體措施3.3.待落實區(qū)：指圖中流壓和泵效不相協(xié)調(diào)，待落實區(qū)：指圖中流壓和泵效不相協(xié)調(diào)，理論分析不應(yīng)該出現(xiàn)的抽油機井所在的區(qū)理論分析不應(yīng)該出現(xiàn)的抽油機井所在的區(qū)域。域。斷斷脫脫漏漏失失區(qū)區(qū)參數(shù)偏小區(qū)參數(shù)偏小區(qū)Pf(MPa)待待落落實實區(qū)區(qū)參參數(shù)數(shù)偏偏大大區(qū)區(qū)%合合理理區(qū)區(qū)c理論泵效下限理論泵效下限a平均理論泵效線平均理論泵效線b理論泵效上限理論泵效上限e合理區(qū)泵效下限合理區(qū)泵效下限d最低自噴流壓線最低自噴流壓線f供液能力界線供液能力界線g斷脫漏失界線斷脫漏失界線七、具體措施七、具體措施3.3.待落實區(qū)油井的調(diào)整：待落實區(qū)油井的調(diào)整： 這一區(qū)域的井大多泵效較高，但這一區(qū)域的井大多泵效較高，但其流壓較低的井，理論分析是不應(yīng)出其流壓較低的井，理論分析是不應(yīng)出現(xiàn)的，主要是資料錄取不準或油井情現(xiàn)的，主要是資料錄取不準或油井情況復(fù)雜性造成的。對這一區(qū)域的油