抽油井平衡狀況分析與優(yōu)化調(diào)整對策

武繼強(qiáng)

摘要：油田進(jìn)入特高含水期以后抽油機(jī)井平衡率變化是由上述各項(xiàng)因素綜合作用的結(jié)果。要有針對性的對油區(qū)內(nèi)抽油機(jī)井的平衡率進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)加強(qiáng)四個方面工作：（1）加強(qiáng)開采管理，制定合理的開采參數(shù)，提高開采效果。制定合理的洗井周期，減少因油稠滯流等因素引起不平衡井?dāng)?shù)；（2）認(rèn)真分析每口井平衡變化原因，調(diào)整平衡時應(yīng)針對不同的原因采取不同的措施；（3）對油區(qū)設(shè)備加強(qiáng)及時有效保養(yǎng)維護(hù)，減少設(shè)備故障率，并根據(jù)條件更換新設(shè)備；（4）加強(qiáng)管理及時調(diào)整不平衡井，最終達(dá)到提高平衡率指標(biāo)目的。

關(guān)鍵詞：油田開發(fā)；抽油機(jī)；平衡狀況；平衡率變化；設(shè)備故障率

抽油機(jī)平衡狀況的好壞關(guān)系到抽油機(jī)減速箱、連桿以及電機(jī)等設(shè)備的使用壽命和系統(tǒng)效率。隨著油田開發(fā)的深入，各單元陸續(xù)進(jìn)入特高含水期，加上“地面、井筒、井網(wǎng)”老化矛盾突出，油井開采不均衡和產(chǎn)液結(jié)構(gòu)的兩極分化現(xiàn)象突出，影響了油井的正常生產(chǎn)。

1 抽油機(jī)平衡機(jī)理

抽油機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中理想狀態(tài)的平衡并不存在。平衡狀況是動態(tài)變化的過程，所以生產(chǎn)過程中需要定期檢查和調(diào)整平衡。檢查方法有兩種：一是測量驢頭上、下沖程的時間，二是測量上、下沖程中的電流。抽油機(jī)在平衡條件下工作時，上、下沖程的電流峰值應(yīng)該相近。即：

I上/I下=100%

如果上沖程的電流峰值大于下沖程的電流峰值，說明平衡不夠，則應(yīng)增加平衡塊重量或增大平衡半徑R（平衡塊遠(yuǎn)離曲柄軸中心）；反之，則應(yīng)減小平衡塊重量或平衡半徑R（平衡塊靠近曲柄軸中心）。

抽油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不平衡，原因是上、下沖程中懸點(diǎn)載荷的變化，造成電動機(jī)在上、下沖程中所作的功不相等。

2 影響平衡率因素分析

2.1地層因素

主要表現(xiàn)在地層出砂井、地層供液不穩(wěn)定井較多，易出現(xiàn)結(jié)垢、油水井層內(nèi)竄等問題，還有部分含水低導(dǎo)致交變載荷增大。

2.2井筒因素

受井深結(jié)構(gòu)、出液高含水、管柱腐蝕、井筒結(jié)構(gòu)等影響，抽油機(jī)井桿、管腐蝕偏磨問題較多，主要表現(xiàn)在抽油桿偏磨問題嚴(yán)重，另有部分存在套管變形致油管變形導(dǎo)致抽油管下不去。

2.3 地面因素

受野外地區(qū)惡劣環(huán)境影響，加上抽油設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間長，出現(xiàn)基礎(chǔ)松動掏空、底座斷裂、懸點(diǎn)不對中、皮帶軸承松動、皮帶輪竄軸、減速箱損壞等設(shè)備問題，增大軸承、齒輪、皮帶輪的摩擦力。

2.4 開發(fā)差異性造成的不平衡

（1）能量下降快，液面較深井。非主力層或局部邊角地區(qū)、套壞造成井網(wǎng)損失區(qū)域存在注采井網(wǎng)不完善、地層能量水平低問題，按照含水與無因次采液指數(shù)的關(guān)系值計(jì)算，理論值與同類型油藏相差較大，油井供液嚴(yán)重不足，致使注采出不平衡，在井筒周圍形成低壓區(qū)，地層中流入井底的液量不穩(wěn)定，造成了抽油機(jī)井載荷變化大、電流不平穩(wěn)。如1號井，4月1日測得電流上行30.1A，下行40.5A，平衡率75.1%；5月23日測得上行電流35.7A、下電行流30.9A，其平衡率為115.5%，油區(qū)內(nèi)有較多的不平穩(wěn)井，這是造成平衡率低的主要原因。（2）含水快速上升。油水井連通關(guān)系好已經(jīng)形成優(yōu)勢通道或者因井網(wǎng)不完善造成單向的油井，含水上升快，采取試擠、檢泵、調(diào)參等措施，含水上升趨勢仍未得到有效遏制，使電流變化頻次增大，平衡率調(diào)整難度增大，平衡率指標(biāo)大幅下降。如D井，含水14年11月的14.72%上升至15年5月份的53.92%，平衡率由96%降至為76%。（3）水質(zhì)不達(dá)標(biāo)影響。因注入水的水質(zhì)不達(dá)標(biāo)造成油水井堵塞，影響地層液體流動桿、管、泵結(jié)垢是造成電流平衡比變化大，功圖表現(xiàn)為上載荷增大、下載荷減小，抽油機(jī)交變載荷變化幅度增加，嚴(yán)重時造成光桿下不去，抽油桿斷、脫。（4）地層出砂較為嚴(yán)重。油田開發(fā)時間長，膠結(jié)物破壞，出砂嚴(yán)重，砂粒進(jìn)入到井筒，在桿管之間積存，在上下沖程運(yùn)動時，增大了桿管摩擦力，使上下沖程受力發(fā)生變化，導(dǎo)致抽油機(jī)不平衡，雖逐步進(jìn)行防砂作業(yè)，但此種情況依然存在。（5）洗井周期不合理。油區(qū)內(nèi)部分稠油開采井，洗井周期偏長，井內(nèi)結(jié)蠟較多，引起上負(fù)荷增加、下負(fù)荷減小，從而導(dǎo)致平衡率變化。如斷塊的油井，該部分井特點(diǎn)為油稠，液量低，平均含水較低，特別是在冬季開采，需要加藥降粘及地面摻水，平衡率不平衡時可達(dá)313.6%。（6）抽油機(jī)設(shè)備老化嚴(yán)重。野外地區(qū)空氣潮濕咸澀，加上抽油設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時間長，易出現(xiàn)基礎(chǔ)松動掏空、底座斷裂、懸點(diǎn)不對中、皮帶軸承松動、皮帶輪竄軸、減速箱損壞等設(shè)備異常問題，設(shè)備的腐蝕老化增大軸承、齒輪、皮帶輪的摩擦力，影響抽油機(jī)平衡率。如2號井，抽油機(jī)減速箱輸出軸齒輪摩擦異響，5月25日更換減速箱，電流上、下行由更換前71.9A、61.3A變?yōu)?5.0A、63.8A，平衡率合格。（7）調(diào)整力度不夠。結(jié)垢井?dāng)?shù)逐漸增多，光桿腐蝕嚴(yán)重，桿斷、桿脫井次不斷增加，平衡率變化很大，雖然調(diào)平衡井工作量每月也在相應(yīng)增加，但還是無法控制不平衡井的出現(xiàn)。由于不能及時調(diào)整，平衡率最低時僅為43.8%，于此不平衡井?dāng)?shù)增加、調(diào)整工作不及時也是導(dǎo)致平衡率低的原因。

3 因井制宜 優(yōu)化平衡調(diào)整對策

在實(shí)際工作中，我們因井施策、因地制宜，從影響油井平衡主要因素出發(fā)，采取生產(chǎn)中最優(yōu)化方案，對不平衡井進(jìn)行調(diào)整，節(jié)省了成本支出，響應(yīng)了節(jié)能降耗號召，調(diào)平衡工作收到較好成效。（1）受井組注水井動態(tài)調(diào)水影響。如：C井調(diào)配提水后，井組液量變化波動大，致平衡率大幅波動，對這部分井不宜調(diào)動頻繁。

（2）受地層出砂影響。對出砂嚴(yán)重，液量下降大的井進(jìn)行防砂降參。該類出砂井

停井易出現(xiàn)砂埋砂卡，對于這部分井，采取措施后功圖轉(zhuǎn)為正常，平衡率上升。如A井，該井多次因出砂導(dǎo)致供液不足，上作業(yè)下攜砂管柱后，開井由作業(yè)前2.1次/分，降至1次/分生產(chǎn)。平衡率由之前的78.1%升至90.4%.

（3）受含水變化影響。油井產(chǎn)液、含水波動大，這使抽油機(jī)機(jī)井的電流不斷發(fā)生變化，交變載荷、平衡率變化很大。四塊平衡塊到頭，平衡率92%。對于這類井，采取跟蹤觀察，及時更換結(jié)垢管，保證油井正常生產(chǎn)。

（4）受載荷限制影響。這類井存在機(jī)型不匹配、設(shè)備老化、偏磨嚴(yán)重、地層易出砂等多種因素影響，我們跟地質(zhì)方面進(jìn)行結(jié)合，總結(jié)地層、井筒、地面多方面條件，進(jìn)行轉(zhuǎn)螺桿泵、電泵生產(chǎn)。

（5）受作業(yè)措施影響。該部分井由于作業(yè)前后出液影響，電流變化大，出現(xiàn)平衡變不平衡，不平衡轉(zhuǎn)平衡情況，且作業(yè)后20天內(nèi)生產(chǎn)不穩(wěn)定，導(dǎo)致平衡合格率指標(biāo)波動。對于這部分井，我們及時跟蹤落實(shí)各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)，待產(chǎn)液穩(wěn)定后進(jìn)行調(diào)整。

4 結(jié)束語

抽油機(jī)井平衡率是采油隊(duì)日常生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要指標(biāo)。抽油機(jī)井平衡率達(dá)不到指標(biāo)要求，會造成抽油機(jī)設(shè)備產(chǎn)生降低系統(tǒng)效率、浪費(fèi)電能、減少設(shè)備使用壽命、影響油井產(chǎn)量等危害，通過抽油機(jī)平衡的優(yōu)化調(diào)整，延長抽油機(jī)壽命，實(shí)現(xiàn)抽油機(jī)在最佳狀態(tài)下工作，降低能耗，提高系統(tǒng)效率的目的。

（作者單位：勝利油田東勝公司）