油井机采系统效率关联性分析与应用探究

陈忠 贾培静 屈高川 王娜娜

摘 要：抽油机系统是一个涉及空间（地面设备、井下管杆柱、油藏）与时间作用、固体与液体偶合、技术与管理交融的复杂多维系统工程。为了更好地分析、研究、提高抽油机井系统效率，应用系统工程学的方法，建立了系统效率敏感性分析体系，把一口井分为管理因素、油井因素、抽汲因素3个方面共22个参数，为敏感性分析奠定了基础。

关键词：机采系统效率；冲程冲次；相应变化关系；油井管理

机采系统效率直接影响到吨液耗电量，机采系统效率是油田管理的核心，为降低吨液耗电量、提高机采系统效率，采油区工作重点就是如何提高机采系统效率。冲程、冲次、泵径等是油井管理中最易调整，且调整后效果变化最明显的几个参数，具有费用小、操作方便、效果明显的特点。本文在对众多生产井数据分析基础上，系统研究了生产井冲程、冲次、泵径等因素与系统效率以及相应子效率之间的变化关系，得到相应规律，在油井管理中该规律具有较强的指导意义。

1 机采系统效率敏感因素的组成

以地面示功图为媒介，由抽汲参数和油井参数预测得到了悬点示功图的位移和载荷的变化关系曲线，再通过地面效率的分析和井下效率分析得到系统效率的大小。本文从抽汲参数和油井参数中，选择了泵吸入口压力、冲程冲次、生产气油比、泵径等几个对系统效率影响较大的参数来对系统效率进行敏感性分析，分别得出了它们对于井下举升效率、地面效率和系统效率的影响程度。

机采系统效率是指有效功率与输入功率的比值，也可表示为井下举升效率除以地面效率。井下举升效率是指提升液体有用功与光杆功率之比。地面效率是指是光杆功率与电动机输入功率的比值。光杆功率是指光杆提升液体和克服井下各种阻力所消耗的功率。从这几个定义可以看出系统效率是井下效率与地面效率共同影响决定的，因此，只有提高地面效率、井下效率才能真正达到提高机采系统效率，才能实现油井降本增效的目的。

2 示例井计算与分析

针对研究区地质和油藏特征以及开发部署，设计一口示例井，进行各项敏感参数对系统效率的影响分析。示例井数据和计算分析数据分别见表1。

表1计算分析数据范围

（1）冲程、冲次敏感性分析。在单井产液量、泵径等一定的条件下生产时，地面效率、井筒举升效率、抽油泵本泵效率和系统效率的敏感分析。从图1各条曲线变化趋势上，可以看出，随着冲程的增加，地面效率都减小，泵效、举升效率和系统效率均增加，因而在实际生产中，可以通过选择长冲程、慢冲次组合来提高机抽井的系统效率。

图2定产液量下泵径与各效率的关系曲线

（2）泵径敏感性分析。①定产液量、冲程和下泵深度：从图2可知，定产液量下，随着泵径的增加，地面效率表现出下降的趋势，而泵效、举升效率和系统效率则表现出先增加后减小的趋势，即存在一个最佳的泵径选择。在生产中选抽油泵过小不能满足开发快速提液的要求，若选用抽油泵过大，易造成泵效过低。因此，应通过生产研究区大量油井生产实例形成相应规律，从而得出最佳抽油泵泵径。②定冲程、冲次和下泵深度：在定冲程、冲次和下泵深度的前提下，对于不同的产能情况，随着泵径的增加，泵效降低，地面效率、系统效率和产液量均增大，而举升效率的变化较为复杂，表现出先增大后减少的趋势。因而在现场实际应用中，对于冲程、冲次和下泵深度已定的前提下，泵径规格选用有所增加，不仅可以提高油井产量，而且对应的系统效率也会有所增加。

（3）泵深的影响。在大量分析的基础上，一般认为沉没度达到300 m时，泵的充满程度可达到95%以上。再增大沉没度，负载增加，油井举升效率会降低；但沉没度偏小容易造成井下抽油泵吸入口压力过低，使气体从原油中大量分离，影响泵效发挥。因此，合理选择没度对油井系统效率的提高十分重要。

3 结束语

（1）定产量下，采取大冲程、慢冲次可以提高系统效率。

（2）在产液量确定时，抽油泵有最佳泵径；在产液量不同时，泵径与各效率成正比。

（3）沉没度大小是否恰当直接影响井下效率。

参考文献

[1] 张琪,等.采油工程原理与设计 [M].东营:中国石油大学出版社,2006