抽油井功圖診斷與分析課件

各位領(lǐng)導(dǎo)、專家，

大家好！抽油井功圖診斷與分析中原油田分公司采油四廠主要內(nèi)容理論功圖1.典型示功圖2.測試產(chǎn)生誤差的原因3.4.打水前后功圖變化憋壓曲線5.測試產(chǎn)生誤差的原因6.中原油田分公司采油四廠一、光桿地面理論示功圖

P光P靜P液P桿ＡＢＣＤD1S光桿SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1

光桿地面理論功圖只考慮到桿柱在液體中的重量與活塞上液體重量，并沒有考慮慣性載荷、摩擦阻力與振動載荷。1、A點：驢頭下死點。2、B點：上沖程開始后，液柱載荷逐漸加在活塞上，引起抽油桿柱伸長和油管縮短，該點為加載完畢、變形結(jié)束點。自B點之后，抽油泵活塞開始與泵筒發(fā)生向上的相對位移，懸點以不變的靜載荷上行至上死點C。 3、C點：驢頭上死點。4、D點：從上死點開始下行后，由于抽油桿柱和油管柱的彈性，液柱載荷逐漸由活塞轉(zhuǎn)移到油管上，引起油管伸長、抽油桿縮短，故懸點逐漸卸載，D點為卸載完畢、變形結(jié)束點，自該點之后，抽油泵活塞開始與泵筒發(fā)生向下的相對位移. 5、AB：上沖程的加載線。加載過程，游動凡爾與固定凡爾同時處于關(guān)閉狀態(tài)。 6、BC：活塞上沖程線，為深井泵的吸入過程。在此過程游動凡爾始終處于關(guān)閉狀態(tài)，深井泵吸液入泵，排液出井。 一、光桿地面理論示功圖P光P靜P液P桿ＡＢＣＤD1S光桿SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1

7、CD：下沖程的卸載線。卸載過程，游動凡爾與固定凡爾同時處于關(guān)閉狀態(tài)。 8、DA：活塞下沖程線，為深井泵的排出過程。該過程固定凡爾處于關(guān)閉狀態(tài)，游動凡爾被頂開排出液體。9、ABC：上沖程靜載變化線。 10、CDA：下沖程靜載變化線。 11、面積ABCD：深井泵在一個沖程內(nèi)所做的功。 12、λ1：抽油桿伸縮造成的沖程損失。 13、λ2：油管伸縮造成的沖程損失。

一、光桿地面理論示功圖

14、λ：由于抽油桿與油管彈性變形造成的總的沖程損失。 15、S活：活塞沖程，即抽油泵活塞有效移動距離。 16、S：地面沖程，即光桿沖程。 17、P液：作用在柱塞上的液柱重量。 18：P桿：抽油桿柱在液體中的重量。 19：P靜：驢頭在上沖程承受的最大靜載荷。

P光P靜P液P桿ＡＢＣＤD1S光桿SS活λλλ1λ2λ2λ2λ1井下泵功圖

將光桿地面示功圖經(jīng)過計算機處理得到井下泵功圖，它消除了抽油桿的變形、粘滯阻尼、振動和慣性載荷等影響，真實反映了泵的工作狀況，井下泵功圖很容易判斷出有桿抽油系統(tǒng)存在的問題。阻尼系數(shù)、地面功圖、抽油桿、沖次的準(zhǔn)確性，對泵功圖影響較大。

P光P靜P液P桿ＡＢＣＤS活1、正常功圖

這類示功圖與理論示功圖差異不大，為一近似的平行四邊形，除了抽油設(shè)備的輕微振動引起一些微小波紋外，其它因素的影響不明顯。W82-45井2008年12月8日診斷為功圖正常，最大載荷87.4KN，套壓0.5MPa，液面761m，日產(chǎn)液33.2噸。3、氣體影響下沖程開始后，由于氣體的壓縮性而使游動凡爾滯后打開，卸載變慢，示功圖右下角呈圓弧線。泵內(nèi)氣體占據(jù)空間越大，氣量越大，弧線越明顯。W33-325井2008年11月4日診斷為氣體影響,最大載荷75.9KN，套壓2.2MPa，液面996m，日產(chǎn)液17.9噸，日產(chǎn)氣量1667m3,氣液比1:93。

5、固定凡爾漏

由于固定凡爾漏失，下沖程開始泵內(nèi)壓力不能及時提高，而延緩了卸載過程，游動凡爾此時也不能及時打開，當(dāng)活塞速度大于漏失速度后，泵內(nèi)壓力提高到大于液柱壓力將游動凡爾打開卸去液柱載荷，下沖程后半沖程因活塞速度減小，當(dāng)小于漏失速度時，泵內(nèi)壓力降低使游動凡爾提前關(guān)閉，懸點提前加載。固定凡爾漏失示功圖的特點是右上尖，左下圓，嚴(yán)重時為凹形曲線。W33-41井2007年9月7日診斷為固漏，最大載荷77.3KN，套壓0.3MPa，液面1535m，日產(chǎn)液2噸。

6、雙漏(泵雙漏)

雙漏功圖特征為加載線與卸載線為凹凸曲線，嚴(yán)重雙漏時為黃瓜條形狀。W33-127井2008年10月8日診斷為嚴(yán)重雙漏,日產(chǎn)液0噸，最大載荷81.5KN，2008年11月10日上作業(yè)發(fā)現(xiàn)泵筒內(nèi)結(jié)垢，將游動凡爾座、固定凡爾座刺壞。6、雙漏(底部斷脫)雙漏（底部斷脫）功圖與泵雙漏功圖形狀相同。W33-202井2008年10月15日診斷為雙漏，最大載荷74.4KN，套壓0.8MPa，液面1593m，日產(chǎn)液0噸，2008.10.18日上作業(yè)發(fā)現(xiàn)泵上第1根抽油桿斷。6、雙漏(底部油管漏)雙漏（底部油管漏）功圖與泵雙漏功圖形狀相同。W72-173井2008年10月13日診斷為雙漏，最大載荷81.1KN，套壓2.9MPa，液面858m，日產(chǎn)液0噸。2008年10月14日作業(yè)發(fā)現(xiàn)第140根油管有裂縫。6、雙漏(泄油器銷子脫)雙漏（泄油器銷子脫）功圖與泵雙漏功圖形狀相同。W99-16井2008年11月13日診斷為雙漏，最大載荷64.8KN，日產(chǎn)液0噸。2008年11月14日上作業(yè)發(fā)現(xiàn)泄油器銷子漏。8、泵卡

泵卡的功圖特征為斜向上的黃瓜條，主要是因為活塞卡后，抽油桿只有彈性伸長。WX139井2008年9月17日診斷為泵卡，最大載荷102.6KN。2008年9月19日作業(yè)發(fā)現(xiàn)活塞卡死在泵筒內(nèi)。9、泵部分脫出工作筒

活塞部分脫出工作筒的典型特征為提前卸在載，主要原因是活塞在上現(xiàn)成最后的過程中活塞脫出工作筒，提前卸載。W138-22井2007年10月5日診斷為活塞部分脫出工作筒，最大載荷78.9KN，套壓2MPa，液面1922m，日產(chǎn)液2.2噸，下放后正常。11、下碰

下碰功圖特征為卸載線左下角有凸出尾巴，同時在增載線上有凹性上，這是抽油桿受壓縮短的現(xiàn)象。W79-19井2008年2月3日診斷為碰泵，最大載荷87.1KN，上提防沖距后正常。12、上部油管漏W72-184井2008年8月19日診斷為正常時功圖，日產(chǎn)液17噸，最大載荷88.9KN,套壓0.8MPa,液面372mW72-184井2008年8月23日診斷為油管漏功圖。最大載荷84.4KN，日產(chǎn)液9.6噸,套壓0.7MPa,液面145m。2008年8月24日上作業(yè)發(fā)現(xiàn)第84根油管偏磨腐蝕有一個5mm的洞,監(jiān)測不合格管87根。油管漏的功圖特征為載荷變小、載荷下降、液面上升、產(chǎn)量下降。14、抽噴

具有一定自噴能力的油井，抽油實際上只起誘噴和助噴作用，在抽油過程中，固定和游盍動凡爾處于同時打開狀態(tài)，液柱載荷基本加不到懸點,示功圖的位置和載荷的變化大小取決于噴勢的強弱及抽汲液體的粘度。W33-138井2007年10月8日診斷為抽噴，最大載荷65.3KN，液面井口，日產(chǎn)液23.5噸。15、進油通道堵N72-99井2008年8月18日診斷為供液不足，最大載荷88.1KN，液面井口，日產(chǎn)液14噸，關(guān)油套連通后單量5噸。2008年11月17日洗井45方，泵壓達到8MPa，證實憋壓，進油通道不暢通（為沉儲泵）。N72-99井2008年8月5日診斷為正常。最大載荷90.7KN，液面井口，日產(chǎn)液26.9噸。16、特殊井（柔性桿）

W138-22井2008年11月5日診斷為正常（柔性桿，加載緩慢，與游動凡爾漏失功圖有些相似，但加載線的左上角沒有明顯的圓?。?。最大載荷80.5KN，套壓0.6MPa，液面1801m，日產(chǎn)液0.9噸。第三部分觀察供液不足井打水前后的功圖變化在供液不足井上實施打水的目的

為了證實：實測沉沒度大但功圖顯示為供液不足兩者之間存在的矛盾，我們特意選擇5口抽油井作打水試驗。選井原則：選擇含水較高的井，從而減少打水對篩管以下液柱的變化；泵況正常；選取沉沒度大小不同的三個等級的井作為代表。其中：

3口抽油井的沉沒度在500m以下（W33-107、NW72-158、W179-5）

1口抽油井的沉沒度在500m-1000m之間（W88-18）

1口抽油井的沉沒度在1000m以上（W269-7）并通過連續(xù)跟蹤打水前后的功圖變化來確定有效沉沒度的實際范圍。W269-7打水前測試的功圖W269-7打水1方后15分鐘后測試的功圖W269-7打水1方后28分鐘后測試的功圖W269-7再打水2方后10分鐘后測試的功圖W269-7再打水2方后15分鐘后測試的功圖W269-7再打水2方后20分鐘后測試的功圖W269-7打水前后功圖變化

W269-7井工作制度:32*4.8*4;產(chǎn)量:5.6*0.7*87;日產(chǎn)氣644方;套壓0.5MPa,液面640米,沉沒度1763米，功圖為供液不足。從W269-7井打水前后功圖變化來看,打水1方后15分鐘測試功圖面積明顯變大,但隨著抽油泵的抽吸,功圖面積明顯變小,再打水2方15分鐘后測試功圖變?yōu)檎?隨著抽油泵的抽吸,后功圖變?yōu)槊黠@供液不足。說明打水1方，液面增加136米，雖然功圖面積明顯變大，但仍然顯示為供液不足，打水3方，油套環(huán)形空間的液面增加410米，功圖變?yōu)檎?抽吸30分鐘后液面下降63米,功圖顯示為供液不足。NW72-158打水前后功圖變化

NW72-158井工作制度:38*4.8*4;產(chǎn)量:7.4*1*86;日產(chǎn)氣458方;套壓1.5MPa,液面1821米,沉沒度181米，功圖為供液不足。從NW72-158井打水2方，再打水1方的功圖變化來看,打水后,測試的三個功圖面積明顯增大，變?yōu)檎９D。NW72-158打水前測試的功圖NW72-158再打水1方后10分鐘后測試的功圖NW72-158打水2方后20分鐘測試的功圖NW72-158打水2方后10分鐘測試的功圖W179-5打水前后功圖變化W179-5井工作制度:38*4.8*4;產(chǎn)量:11.7*5*57;日產(chǎn)氣295方;套壓0.7MPa,液面1933米,沉沒度270米，功圖為供液不足。從W179-5井打水2方，再打水1方的功圖變化來看,打水后,測試的三個功圖面積明顯增大，變?yōu)檎９D。W179-5打水前測試的功圖W179-5再打水1方后10分鐘后測試的功圖W179-5打水2方后20分鐘測試的功圖W179-5打水2方后10分鐘測試的功圖W33-107打水前后功圖變化W33-107打水前測試的功圖W33-107打水后10分鐘測試的功圖W33-107打水后20分鐘測試的功圖W33-107打水后30分鐘后測試的功圖

W33-107井工作制度:50*4.8*4;產(chǎn)量:17.4*0.5*97;日產(chǎn)氣265方;套壓0.7MPa,液面1661米,沉沒度37米，功圖為供液不足。從W33-107井打水前后功圖變化來看,打水3方后,測試的三個功圖面積明顯增大，變?yōu)檎９D。

W88-18井工作制度:38*4.8*5;產(chǎn)量:14.1*3.9*72;日產(chǎn)氣1015方;套壓0.6MPa,液面1058米,沉沒度941米，功圖為供液不足。W88-18井打水前后功圖變化來看,打水3方后,測試的三個功圖面積明顯增大，但始終顯示為氣體影響。W88-18打水前后功圖變化W\88-18打水前測試的功圖W\88-18打水后10分鐘測試的功圖W\88-18打水后30分鐘測試的功圖W\88-18打水后20分鐘測試的功圖5口井打水前后沉沒度統(tǒng)計井號工作制度打水前實測液面打水前實測沉沒度打水3方增加的沉沒度抽吸30分鐘沉沒度W269-732*4.8*464017634062106NW72-15838*4.8*41821181406499W179-538*4.8*41933270406588W33-10750*4.8*4166137406290W88-1838*4.8*510589414061236

沉沒度、含水、氣液比對功圖影響較大

通過對W269-7、N72-158、W179-5、W33-107、W88-18五口供液不足的抽油井實施打水（沉沒度500m以下，500-1000m,1000m以上），連續(xù)監(jiān)測功圖變化得出如下結(jié)論:所選油井在打水3m3抽吸30分鐘，即在平均增加有效沉沒度305m后，示功圖均出現(xiàn)比較正常的平行四邊形。（而且打水累積為1m3

、2m3時，示功圖均不能成為平行四邊形，由此推斷：對所選油井，補充3m3水才能保證泵況正常。）所選油井中，W33-107井含水最高、氣液比最小、原有沉沒度最?。?7m），井筒內(nèi)泡沫段影響最小，最接近真實沉沒度，在打水30分鐘后沉沒度變?yōu)?90m，功圖變?yōu)檎?。由典型井W33-107井?dāng)?shù)據(jù)推斷，有效沉沒度的最小值應(yīng)在300m左右。(對不同井油層產(chǎn)狀可能有變化、不同井篩管到泵吸入口阻力也可能有變化等，這些變化因素對有效沉沒度的要求是有所不同的，這些因素未考慮。）根據(jù)以上結(jié)論反推，所有功圖顯示為供液不足的井，有效沉沒度應(yīng)在300m以下，沉沒度大于300m以上的部分為泡沫段。示功圖解釋與實測動液面相矛盾時，應(yīng)以示功圖解釋為準(zhǔn)。我們認(rèn)為，合理沉沒度的確定應(yīng)包含兩層意思，一是盡可能滿足地層供液能力；二是滿足抽油泵長期正常運行的條件，即：1、泵的抽吸能力略高于地層供液能力，即示功圖顯示應(yīng)略微供液不足。2、泵的充滿程度應(yīng)在2.5-3.2m之間，即將活塞沖擊液面對泵工作狀況的影響控制在較小范圍。第四部分測試產(chǎn)生誤差的原因載荷產(chǎn)生偏差(沒及時校驗偏大)由于示功儀校驗載荷的方法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)載荷在診斷儀上校驗示功儀的載荷校驗系數(shù)，每臺示功儀在診斷儀的校驗系數(shù)是唯一的，由于示功儀維修后沒有及時校驗，因此出現(xiàn)載荷偏差。如W153-2等。改進方法：對載荷出現(xiàn)偏差的示功圖資料及時進行補測。同時對維修好的示功儀及時進行校驗。W153-2井2008年10月16日診斷為供液不足(正常測試載荷),最大載荷84.2KN,套壓2.4MPa,液面1733m,日產(chǎn)液7.4噸,含水11%,沖程4.65m,沖次4.99次/分。W153-2井2008年8月21日診斷為供液不足(載荷偏大),最大載荷93.3KN,套壓3MPa,液面1441m,日產(chǎn)液7.6噸,含水10%,沖程4.68m,沖次4.75次/分。載荷產(chǎn)生偏差(沒有及時校驗偏小)

W153-2井2008年9月16日診斷為供液不足(載荷偏小),最大載荷72.2KN,套壓2.7MPa,液面1795m,日產(chǎn)液7.2噸,含水12%,沖程4.67m,沖次4.77次/分。

W153-2井2008年10月16日診斷為供液不足(正常測試載荷),最大載荷84.2KN,套壓2.4MPa,液面1733m,日產(chǎn)液7.4噸,含水11%,沖程4.65m,沖次4.99次/分。載荷產(chǎn)生偏差(操作問題)

由于示功儀加載是液壓傳動力，現(xiàn)場測試時操作人員由于沒有將懸點載荷加壓到最大值，懸距偏小，懸點載荷沒有完全加到示功儀上，導(dǎo)致所測試的示功圖載荷比實際載荷偏小。如W72-79，在12月3日在生產(chǎn)狀態(tài)不變的情況下，連續(xù)所測的3個功圖，最大載荷應(yīng)為93.5KN,而有一個功圖卻由于示功儀加壓不夠，載荷偏小，最大載荷只有83.7KN。位移產(chǎn)生偏差

W269-32井2008年11月8日診斷為供液不足(正常沖程),最大載荷79.8KN,套壓0.7MPa,液面270m,沉沒度1490m,日產(chǎn)液16.5噸,含水11%,沖程4.61m,沖次4.17次/分。W269-32井2008年11月9日診斷為供液不足(沖程偏小),最大載荷80.1KN,套壓0.7MPa,液面270m,沉沒度1490m,日產(chǎn)液7.2噸,含水12%,沖程4.39m,沖次4.15次/分。

由于部分井井口沒有位移線的固定位置（通常在測沖程時，將位移線的一端固定在井口的某一位置），或是裝在“工”字卡盤下用于油井加藥的鐵板的影響，現(xiàn)場操作人員在測試沖程時，只能用手拉住位移線的一端，由于位移線沒有固定，導(dǎo)致同一口井，由于操作人的不同而產(chǎn)生位移偏差。

第五部分憋壓曲線憋壓曲線

1、抽憋：是抽油機在正常生產(chǎn)時，關(guān)閉回壓閘門與油套連通閘門時所進行的憋壓。

2、關(guān)憋：是當(dāng)壓力達到一定值后，停止抽油機運轉(zhuǎn)，在相對高的壓力下進行憋壓。

3、停憋：將正常生產(chǎn)的抽油機停轉(zhuǎn)的同時，關(guān)閉回壓閘門與油套連通閘門進行憋壓。

泵正常的憋壓曲線P,Mpa抽油t,min泵正常的憋壓曲線泵工作正常的情況下,抽憋壓力是憋壓時間的先行函數(shù)。桿、管斷脫，雙凡爾失靈，柱塞未進入工作筒

無自噴能力，抽憋曲線為水平線。有自噴能力，則抽憋時壓力隨時間呈對數(shù)規(guī)律上升，且停憋曲線與抽憋曲線呈平行上升，關(guān)憋曲線則略上升。抽油P,Mpat,min無自噴能力憋壓曲線P,Mpa關(guān)抽停t,min有自噴能力憋壓曲線游動凡爾漏失的憋壓曲線抽憋壓力隨時間的增加而逐漸減少，而關(guān)憋曲線基本不變。t,min游動凡爾漏失的憋壓曲線關(guān)抽P,Mpa固定凡爾漏失的憋壓曲