陈倩
大庆油田第三采油厂工艺研究所泵况核实岗
摘要：沉没度要根据油井的产量和动液面来确定。抽油机正常生产需要稳定的供采平衡，而合理沉没度是油井能否达到供采平衡的一个衡量尺度。沉没度过小，会降低泵的充满系数，沉没度过大，会增加抽油机的负荷。目前萨北过渡带问题井发生原因分析得出，低沉没度气影响井占问题井比例较高，本文通过对第四油矿聚驱油井低沉没度对抽油机产生的危害，提出相应措施，达到治理流压、沉没度的效果。
主题词：北部过渡带 低沉没度 抽油机
1、概述
沉没度是指深井泵在动液面下的深度，也就是动液面至泵吸入口出的液柱高度。它是将油层流体输送到泵筒内的能量，它的高低直接对深井泵的工作状况产生影响。沉没度过高，虽然泵的充满系数较大，但是由于抽油杆弹性伸缩加大，泵效提高幅度较小且有降低的可能；沉没度较小，由于泵进口气体分离较多，泵的充满系数较小，同样会影响泵效。沉没度在一定合理范围内，泵吸入口压力大，驴头载荷减小，泵漏失程度减少，有利于泵效的提高，因此合理优化调整油井沉没度对提高有杆泵泵效，改善油井工况显得尤为重要。
通过对四矿聚驱问题井分析，沉没度<300m井占比48%，功图解释全部为气影响。可见，大比例的低沉没度井已经严重制约了机采井的管理工作。
2、气影响对抽油机井产生的危害
气影响不仅降低了泵效，还致使沉没度不够、泵内井液充满不好，抽油工况不理想，这就出现“抽空”现象，导致“液击”的发生。井下抽油泵在上冲程中，当泵腔未被液体完全充满时，泵腔顶部将会出现低压气顶，随后在下冲程中，游动阀一直处于关闭状态，直至与液体接触时的一瞬间液压突然升高，阀被打开，这一工况称为“液击”。而“液击”对抽油机的危害很大。
（1）容易产生泵漏
“液击”会使抽油泵游动阀组件损坏加剧，同时加快泵筒破裂和固定阀失效。这是因为“液击”产生一瞬间突然升高的液压队泵筒、阀体冲击力很大，当长时间处于此种状态下工作，会使泵筒、阀体破裂，从而导致泵的漏失。从图1示功图上看到低沉没度井有很明显的冲击波浪线，液体的冲击载荷与泵径的关系很大。泵径越大冲击载荷越大。冲击载荷越大，在下行程时，下部杆柱弯曲越容易形成，使得弯曲扭矩值越大；同时，液击使杆管最大载荷与最小载荷的差值增大，因此螺旋扭矩也越大，导致杆管断脱的可能性也越大。
（2）易导致杆管产生偏磨断脱
抽油杆柱联结在一起属细长杆，是一根长弹簧。在弹簧下端突然增加一个交变载荷，就会产生振动。抽油杆在一个冲程中单程振动3-4次，抽油杆弯曲一次将对油管产生一次冲击，增加了偏磨的程度和范围。振幅越大，冲击力也就越大。由于“液击”现象的产生，增加了振动幅度，在中和点部位增加了轴向压力，将增加抽油杆弯曲冲击的动量和冲量，同时增加杆柱的轴向作用力。这使杆柱失稳弯曲，抽油杆受到轴向力加大，随之产生的侧向力加大，从而加快了杆管的偏磨。在低沉没度条件下，油套环形空间内液体不足，对油管的径向摆动束缚减少，造成摆动加剧，杆管断脱的风险增大；同时油管外部受到的浮力较小，增加了油管载荷，增大了油管的弯曲形变。
（3）增加摩擦载荷?
在低沉没度状态下，油井通常结蜡情况比较严重，结蜡部位一般在中上部，导致上部杆柱的摩擦阻力增大，这样在下冲程时，活塞受到泵内液体摩擦阻力和上部杆柱结蜡点的阻力影响易发生弯曲，增大了弯曲扭矩，导致杆柱在抽汲过程工作状态发生异常，最终导致抽油杆柱脱扣。
（4）易造成砂卡泵
沉没度太低，生产压差大，地层容易出砂，当泵进行抽汲的时候，沉没度偏低，当泵来回抽汲时，液体产生涡流而使从地层出来的砂砾悬浮在泵底吸入口，容易被活塞抽到泵筒里而卡泵。
3、北部过渡带抽油机井沉没度分布现状
3.1抽油机井沉没度分布现状
从井史单井情况分析可以看出：
（1）沉没度介于0—300m之间的井数达到105口，占统计井数的60.69%。
（2）当沉没度小于150m时，平均泵效比较低。
3.2抽油机井沉没度与功图特征分析
从抽油机井沉没度与功图分类情况可以看出：
（1）抽油机井气影响和供液不足的井主要集中在沉没度300m以下，可以初步说明油、气、水三相混合物在沉没度300m左右开始脱气。
（2）抽油机井沉没度在250m以下，抽油机主要功图全部是气影响和供液不足图。说明抽油机所处的工作状况，主要受气体影响和供液不足影响。
3.3抽油机井沉没度与检泵作业情况分析
1、低沉没度气影响与问题井的关系
低沉没度井导致供液不足，气影响等问题造成泵效下降，井筒干磨，震动载荷增大。通过统计2017年以来546口问题井，沉没度低于300m造成的问题井共有263口，占比48%。可见，四矿地区问题井沉没度集中在300m以下。沉没度过低易导致问题井的发生。
2、2020年检泵原因分类情况
对比分析今年聚驱抽油机井检泵原因主要以泵问题、偏磨、卡泵为主，具体原因主要是固定凡尔漏、卡泵、杆泵偏磨。问题前平均沉没度286.39m，其中泵问题与偏磨原因导致的检泵井问题前沉没度更低。统计分析认为，聚驱沉没度低于300m较易发生泵漏失检泵，沉没度低于200m易发生偏磨。
4、相应措施
采油四矿目前聚驱抽油机平均沉没度358.18m，平均泵效50.48%，平均冲程、平均冲次分别达到了4.9m、3.6次/分，冲程利用率为86%，冲次利用率67%。沉没度低于300m井占比60.69%。大批低沉没度井制约了四矿机泵况管理工作。采用较大的地面生产参数，会产生较高的生产压差，从而在井底产生较低的沉没压力，导致泵效降低。特别是产气量比较高的井更应提高沉没度来增加流压，以防止在井筒地层附近形成脱气圈，导致流体粘度增加，同时这些井沉没度较低，沉没压力与流压低，原油在地层提前脱气，产出液在井筒内、甚至在泵内析蜡，从而造成杆管、甚至泵结蜡，严重结蜡不仅减少了抽油杆柱的轴向分布力，而且加大了抽油杆柱下端的集中轴向压力，从而容易造成杆管偏磨。调小参数可以改善这种状况。消除气影响，下调参是一个行之有效的办法。
2020年第四油矿对气影响严重、沉没度低的52口抽油机井进行了下调参，效果比较明显，沉没度上升、气影响得到了治理。平均单井日降液8.1t/d，日降油0.3t/d，含水上升0.13%，沉没度上升201m，流压升高1.2MPa，泵效升高5%。换小泵7口，沉没度上升了201m，流压上升1.2MPa，泵效上升25%，治理效果较明显。
除调参、换小泵措施外，2020年四矿通过加深泵挂措施调整14口，平均加深深度96m，取得了较好的措施效果。产液上升，含水略有上升，流压下降0.2MPa，沉没度上升42m，达到了流压治理的效果。
5、几点认识和建议
（1）抽油机井气影响和供液不足的井主要集中在沉没度300m以下，可以定性说明油、气、水三相混合物在沉没度300m左右开始脱气。
（2）对沉没度低的抽油机井，降低其生产参数，在确保产液、产油稳定的同时，可提高单井的泵效。
（3）对于沉没度低的抽油机井,以“长冲程、慢冲次、先调参、后换泵”的原则，及时进行治理。
（4）对于沉没度低于200m的井调小参数效果要好一些，这部分井降油很少，沉没度回升幅度大。
（5）通过各项治理措施，气影响井从2017年的50%下降到44%。调小生产参数的抽油机井，油管的受力状态得到改善，可以减少生产过程中杆管断脱的机率，从而确保油井正常生产，保证了抽油时率，也降低了抽油机井检泵率，使得四矿聚驱检泵率由2017年的43.43%下降到2019年的40.08%，减少了3.35%，取得了较好的效果。
参考文献
〔1〕孙毓荪主编：《采油地质工程》第二版. 石油工业出版社.2003年2版
〔2〕曹伟立主编.《水力学》.石油工业出版社.1989年3月1版
〔3〕魏文杰主编《采油工程》. 石油工业出社.1981年4月1版