抽油泵合理沉沒(méi)壓力的確定方法設(shè)計(jì)

張涵淇(遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010)

抽油泵合理沉沒(méi)壓力的確定方法設(shè)計(jì)

張涵淇(遼河油田鉆采工藝研究院，遼寧 盤錦 124010)

文章首次闡述了抽油泵沉沒(méi)度確定的依據(jù)，并對(duì)選定的合理范圍做出規(guī)劃。其次分析了抽油泵的工作原理，對(duì)壓力產(chǎn)生的原因進(jìn)行解析，幫助了解確定沉沒(méi)度的重要性。最后總結(jié)了一些計(jì)算沉沒(méi)度的公式，能夠保證抽油泵的深度滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的需求。

大港油田；儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)；儲(chǔ)層特征

1 抽油泵合理沉沒(méi)度的確定

抽油泵是原油開(kāi)采的重要設(shè)備，由地面操作平臺(tái)進(jìn)行控制，完成地下井內(nèi)的工作任務(wù)。地下端的沉沒(méi)度對(duì)原油輸出量有著必然聯(lián)系，可通過(guò)公式計(jì)算來(lái)控制沉默深度與壓力之間的關(guān)系。原油分布在地下層中，由于其質(zhì)量要小于水，其儲(chǔ)藏層通常在水之上。在對(duì)抽油泵沉沒(méi)度進(jìn)行確定時(shí)，要對(duì)這方面因素重點(diǎn)考慮，先確定地下水層的深度，在通過(guò)測(cè)量考察對(duì)土壤厚度精準(zhǔn)計(jì)算。管道的深度要準(zhǔn)確的控制在石油層，抽油泵在地下受到的壓力同時(shí)來(lái)自多個(gè)方向，土壤深度以及液體流動(dòng)性帶來(lái)的壓力是需要計(jì)算和判斷的。將測(cè)量到的各項(xiàng)參數(shù)依次代入公式中，計(jì)算出最終的沉沒(méi)度，作為原油開(kāi)采中的技術(shù)依據(jù)。抽油泵在埋設(shè)過(guò)程中的一些數(shù)量可以通過(guò)測(cè)量得出，但涉及到受力方向復(fù)雜的量則很難做到實(shí)地測(cè)量，這時(shí)可借助計(jì)算機(jī)設(shè)備來(lái)完成操作，在系統(tǒng)中編寫(xiě)可以得出沉沒(méi)度壓力計(jì)算的公式，在短時(shí)間內(nèi)便可完成確定工作。

2 泵沉沒(méi)壓力與上沖程時(shí)泵內(nèi)壓力

抽油泵在靜止?fàn)顟B(tài)下也會(huì)受到來(lái)自地下層的壓力，在深度以及規(guī)格確定時(shí)必須將這部分壓力加入其中，確保管道結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生形變。地面上的控制系統(tǒng)在導(dǎo)通狀態(tài)會(huì)為抽油泵提供動(dòng)力，向上的吸力使得管道內(nèi)部受到擠壓，結(jié)構(gòu)材料在此階段容易出現(xiàn)損壞，不利于石油的輸出。原油在上沖時(shí)具有受到巨大的吸力，并且自身具有慣性，此時(shí)形成的壓力不容忽視，需要加強(qiáng)對(duì)壓力的控制。抽油泵的地下端較長(zhǎng)，原油很難在短時(shí)間內(nèi)被輸送至地面，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)施加壓力則會(huì)造成系統(tǒng)超負(fù)載，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在對(duì)其壓力計(jì)算時(shí)需要分開(kāi)進(jìn)行，并且需要套用在不同的公式中。設(shè)計(jì)人員將抽油泵的工作原理確定后整理在資料中，作為后續(xù)工作開(kāi)展的依據(jù)。對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，可將其代入模擬實(shí)驗(yàn)中，觀察抽油泵在何種沉沒(méi)度下工作效率最高。

3 油水混合物粘溫關(guān)系實(shí)驗(yàn)

對(duì)石油進(jìn)行抽取時(shí)會(huì)有一部分水分混入其中，連續(xù)被輸送至儲(chǔ)藏設(shè)備中。這種混合液體的粘度是隨著溫度的升高而變化的，科研人員根據(jù)不同階段黏性的變化制定出函數(shù)曲線圖。在設(shè)計(jì)過(guò)程中可參照此類報(bào)表來(lái)開(kāi)展試驗(yàn)，在動(dòng)態(tài)關(guān)系中找出最適合的點(diǎn)，作為抽油泵沉沒(méi)度設(shè)定的依據(jù)。水油混合也是有一定比例的，確定其中各項(xiàng)物質(zhì)的含量可幫助在分離階段節(jié)省大量的試驗(yàn)時(shí)間，在試驗(yàn)過(guò)程中要將誤會(huì)的確定做為首要任務(wù)。分別選取不同地點(diǎn)的原油混合物作為試驗(yàn)樣品，將所得到數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄在試驗(yàn)報(bào)表中，調(diào)查樣品采集區(qū)域的抽油泵沉沒(méi)度。這種基于現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)方法符合油田設(shè)計(jì)理念，并且有利于在研發(fā)工作中創(chuàng)新，在原有技術(shù)之上做出突破。通過(guò)對(duì)已有實(shí)驗(yàn)曲線的研究可以發(fā)現(xiàn)，水分含量增大對(duì)抽油泵產(chǎn)生的阻力也會(huì)隨之增大，此時(shí)沉沒(méi)度的要求會(huì)出現(xiàn)變化?？蒲腥藛T需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)開(kāi)展各項(xiàng)操作，并不能單純的停留在參數(shù)計(jì)算中，試驗(yàn)的最終結(jié)果關(guān)系到原油的開(kāi)采情況。因此要提高工作嚴(yán)謹(jǐn)度，在總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)注重先進(jìn)技術(shù)的引用，為開(kāi)采工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4 抽油泵合理沉沒(méi)壓力的確定

抽油泵的壓力確定方法有很多，最常用的便是參數(shù)計(jì)算。在確定之前首先要明確產(chǎn)生壓力的原因，石油在輸送過(guò)程中量是不斷變化的，這與管道內(nèi)壓力情況有著必然聯(lián)系，并且液體流量也受此類因素的影響。在確定壓力時(shí)將泵的長(zhǎng)度進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，地面上的控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)能力是有限的，超出其能力很容易造成損壞或者抽力不足，原油并不能被輸送至儲(chǔ)藏設(shè)備中。在提供能力設(shè)備的額定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加抽油泵的深度，雖然這時(shí)壓力也隨之提高，但對(duì)原油開(kāi)采量卻起到了促進(jìn)作用，有效降低水分含量。地下石油存儲(chǔ)層隨著開(kāi)采量的增大而出現(xiàn)大面積的真空層，這時(shí)抽油泵周圍的壓力很快又會(huì)發(fā)生變化，需要再次確定。泵沉沒(méi)壓力的選擇取決于油井生產(chǎn)的協(xié)調(diào)。在油井條件、生產(chǎn)設(shè)備規(guī)格、下泵深度等一定的情況下，泵沉沒(méi)壓力及其所對(duì)應(yīng)的沉沒(méi)度增加，泵效提高，但油井井底流壓升高，產(chǎn)量下降。對(duì)具體的油井而言,泵沉沒(méi)壓力與油藏條件、油井產(chǎn)量、抽汲參數(shù)及流體物性等有關(guān)，是各種因素影響的綜合指標(biāo),且相互之間也存在相關(guān)性。因此，單一分析泵沉沒(méi)壓力及其影響因素復(fù)雜，必須針對(duì)具體油井和油藏的實(shí)際情況，以油井井下舉升效率或經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，合理配置抽油設(shè)備和優(yōu)化工作參數(shù)，保證油井高效生產(chǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

泵沉沒(méi)壓力是有桿泵舉升設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)，各油田均有各自的推薦值，其合理性影響油井的舉升效率和效益。對(duì)具體的油井而言，泵沉沒(méi)壓力與油藏條件、油井產(chǎn)量、抽汲參數(shù)以及流體物性等有關(guān)，應(yīng)以油井舉升效率為目標(biāo)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算，合理配置抽油設(shè)備、優(yōu)化工作參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的泵沉沒(méi)壓力或沉沒(méi)度，保證油井高效生產(chǎn)。

[1]張曉東,謝先華,李正耀,魯青玲,龔彥.抽油機(jī)井泵效影響因素之主成分分析法[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011 (06).

[2]單五一,宋考平,迭薏冰,低滲層抽油機(jī)井合理沉沒(méi)度及流壓界限研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程,2012(01).

張涵淇（1988-），男,遼寧盤錦人,工程師,本科,主要從事抽油泵和井下工具設(shè)計(jì)研發(fā).