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(dòng)載荷。1、A點(diǎn)：驢頭下死點(diǎn)。2、B點(diǎn)：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(diǎn)為加載完畢、變形結(jié)束點(diǎn)。自B點(diǎn)之后，抽油泵活塞開始與泵筒發(fā)生向上的相對(duì)位移，懸點(diǎn)以不變的靜載荷上行至上死點(diǎn)C。 3、C點(diǎn)：驢頭上死點(diǎn)。4、D點(diǎn)：從上死點(diǎn)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(diǎn)逐漸卸載，D點(diǎn)為卸載完畢、變形結(jié)束點(diǎn)，自該點(diǎn)之后，抽油泵活塞開始與泵筒發(fā)生向下的相對(duì)位移. 5、AB：上沖程的加載線。加載過程，游動(dòng)凡爾與固定凡爾同時(shí)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(dòng)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(dòng)凡爾與固定凡爾同時(shí)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(dòng)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(gè)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(dòng)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(jì)算機(jī)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(dòng)和慣性載荷等影響，真實(shí)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(shí)提高，而延緩了卸載過程，游動(dòng)凡爾此時(shí)也不能及時(shí)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(dòng)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(shí)，泵內(nèi)壓力降低使游動(dòng)凡爾提前關(guān)閉，懸點(diǎn)提前加載。固定凡爾漏失示功圖的特點(diǎn)是右上尖，左下圓，嚴(yán)重時(shí)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(shí)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(dòng)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?yàn)榛钊ê?，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(shí)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(shí)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(gè)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(shí)際上只起誘噴和助噴作用，在抽油過程中，固定和游盍動(dòng)凡爾處于同時(shí)打開狀態(tài)，液柱載荷基本加不到懸點(diǎn),示功圖的位置和載荷的變化大小取決于噴勢的強(qiáng)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(jìn)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(dá)到8MPa，證實(shí)憋壓，進(jìn)油通道不暢通（為沉儲(chǔ)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(dòng)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(shí)施打水的目的

為了證實(shí)：實(shí)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(yàn)。選井原則：選擇含水較高的井，從而減少打水對(duì)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(gè)等級(jí)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(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(jì)井號(hào)工作制度打水前實(shí)測液面打水前實(shí)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(duì)功圖影響較大

通過對(duì)W269-7、N72-158、W179-5、W33-107、W88-18五口供液不足的抽油井實(shí)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(shí)，示功圖均不能成為平行四邊形，由此推斷：對(duì)所選油井，補(bǔ)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(shí)沉沒度，在打水30分鐘后沉沒度變?yōu)?90m，功圖變?yōu)檎！Ｓ傻湫途甒33-107井?dāng)?shù)據(jù)推斷，有效沉沒度的最小值應(yīng)在300m左右。(對(duì)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(duì)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(shí)測動(dòng)液面相矛盾時(shí)，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(yùn)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(duì)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(shí)校驗(yàn)偏大)由于示功儀校驗(yàn)載荷的方法是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)載荷在診斷儀上校驗(yàn)示功儀的載荷校驗(yàn)系數(shù)，每臺(tái)示功儀在診斷儀的校驗(yàn)系數(shù)是唯一的，由于示功儀維修后沒有及時(shí)校驗(yàn)，因此出現(xiàn)載荷偏差。如W153-2等。改進(jìn)方法：對(duì)載荷出現(xiàn)偏差的示功圖資料及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測。同時(shí)對(duì)維修好的示功儀及時(shí)進(jìn)行校驗(yàn)。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(shí)校驗(yàn)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(dòng)力，現(xiàn)場測試時(shí)操作人員由于沒有將懸點(diǎn)載荷加壓到最大值，懸距偏小，懸點(diǎn)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(shí)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(gè)功圖，最大載荷應(yīng)為93.5KN,而有一個(gè)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(shí)，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(shí)，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(jī)在正常生產(chǎn)時(shí)，關(guān)閉回壓閘門與油套連通閘門時(shí)所進(jìn)行的憋壓。

2、關(guān)憋：是當(dāng)壓力達(dá)到一定值后，停止抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在相對(duì)高的壓力下進(jìn)行憋壓。

3、停憋：將正常生產(chǎn)的抽油機(jī)停轉(zhuǎn)的同時(shí)，關(guān)閉回壓閘門與油套連通閘門進(jìn)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(shí)間的先行函數(shù)。桿、管斷脫，雙凡爾失靈，柱塞未進(jìn)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(shí)壓力隨時(shí)間呈對(duì)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(dòng)凡爾漏失的憋壓曲線抽憋壓力隨時(shí)間的增加而逐漸減少，而關(guān)憋曲線基本不變。t,min游動(dòng)凡爾漏失的憋壓曲線關(guān)抽P,Mpa固定凡爾漏失的憋壓曲