华北油田分公司二连分公司 内蒙古锡林市 026000
摘要：确定抽油机井合理沉没度是取得理想泵效、降低系统能耗、提高设备使用年限的重要参数。抽油机井的沉没度合理性是影响泵效、流压、油井产能及生产状况的重要因素，沉没度过大或过小，都严重影响抽油机井的正常生产。结合油田生产实际，对沉没度不合理的抽油机井采取优化生产参数、制定合理间开方案等，使沉没度趋于合理，保证抽油机井的正常生产。为油田开发控制生产成本，降低能耗，提高油田开发经济效益提供了依据。
关键词：沉没度；影响因素；优化措施
随着油田开发时间的延长，油田处于高含水阶段，地下油水关系复杂，产量逐渐递减，生产成本上升，开发经济效益下降。为使油田产量稳定，减缓递减，通过抽油机井沉没度优化措施分析，确定合理抽油机井沉没度，从而获得油井最高的产量和最佳经济效益。
1.抽油机井沉没度现状概况
别古庄油田大部分断块渗透率低，供液能力较差，“两极分化”严重，日产油下降、含水上升速度快。从生产实际情况看，多数油井处于低产、低效。针对生产实际，过小的沉没度会导致泵效低，地下原油脱气，油井结蜡严重，泵在供液不足状况下抽汲， 会产生液击现象， 导致额外的冲击载荷， 杆、管交变载荷增大。沉没度低， 油、套环形空间内的液体少， 对油管的径向束缚力小， 油管的径向摆动就会相对剧烈， 容易引起杆、管偏磨，断脱。沉没度过高， 流压增大， 会抑制相对薄、差、低渗透率油层出液， 层间矛盾突出。因此，合理控制沉没度才有利于抽油机井的正常生产。
2.沉没度不合理对抽油机井的影响
2.1沉没度小的影响因素：
2.1.1冲击载荷影响因素：泵在供液不足状况下进行抽汲工作，出现额外的冲击载荷。泵径越大、冲次越快，同时冲击载荷越大，液击可促使螺旋转矩的增大，管杆断脱的可能性越大。
2.1.2摩擦载荷的影响因素：抽油机井长期处于低沉没度，产生脱气现象，原油粘度大，易造成结蜡，如结蜡严重，造成杆不下，使加速杆柱在抽汲过程中螺旋扭曲，导致抽油杆柱脱扣。
2.1.3弯曲变形的影响因素：沉没度低对油管的径向摆动束缚力不大，摆动强烈产生偏磨，这种磨损会损坏抽油杆接箍和油管，造成抽油杆和弯曲的油管之间的磨擦接触，引起管杆偏磨。
2.1.4生产压差的影响因素：沉没度过低，生产压差增大，易造成井底出砂。当泵来回工作时，井内液体较少产生涡流，井底出来的砂砾在泵下部吸入口处悬浮，被活塞抽到泵筒内卡泵。
2.2沉没度高的影响因素：
增加泵的充满系数和抽油机的负荷，流压增大，超过合理范围时，一些薄差油层的渗透率低、渗流阻力大或者地层压力水平低，从而抑制薄差油层、渗透率低油层不出液，出现层间矛盾突出现象。当沉没度超过合理界限后，系统效率下降，产量受影响不再上升。
3.抽油机井沉没度的优化
3.1利用曲线拟合法确定了油田抽油机井的合理沉没度范围。
根据统计数据分析，发现泵效与沉没度的关系曲线符合指数函数的曲线形态，其拟合曲线方程为：
η=aeb/h（1）式中，
η为抽油泵泵效%、h为沉没度m、a、b为拟合系数。
根据统计数据，发现在相同的沉没度下，泵效随含水的变化而变化。当含水大于80%时，泵效在沉没度小于300m的范围内随沉没度的增大而增大，并且当沉没度等于200m时泵效达到60%以上；但是，当沉没度大于300m时，泵效随沉没度变化的幅度变小。说明当含水大于80%时，保持150～300m的沉没度较合理。同样，当含水小于80%时，沉没度范围为200～400m。
3.2合理沉没度与地面参数的关系
在合理沉没度范围确定以后，为保持其在合理范围内，需对地面参数进行调整。地面调整参数最为方便是调整冲次，而目前冲次的调整仅限于3、5、7等固定皮带轮，造成频繁、反复调参，而部分油井冲次3次／分钟仍供液不足，只能实施间抽，对泵寿命有较大的影响。因此，需对低速电机、变频装置、数字化抽油机等进行研究，评价效果。
计算合理冲次方法
根据流压与沉没度的转换关系：
hs=[（pwf-pc）×106-（H-L）γlg]/γog；
pwf=[（H-L）γlg+hsγog]×10-6+pc（3）
计算流压式中，hs为沉没度，m、pwf为流压，MPa、pc为套压，MPa、H为油层中部深度，m、L为泵挂深度，m；γo为原油密度，kg/m3；γ1为井内液气混和密度。
再根据抛物线法计算公式计算在合理沉没度下的产量，
公式如下：qf=qn[（pl-pf）pf1/2]/[（pl-pn）pn1/2]
式中，qf为预测产量t/d、qn为目前产量t/d、pf为预测井底流压，Pa、pl为地层压力，Pa、pn为目前井底流压，Pa。然后通过泵的排量公式计算出抽油机井的参数。
在泵径一定的情况下，根据预测产量和抽油井的泵效情况确定该井的精确冲次为：
N=qf×106/360πd2Sγη
式中，N为冲次，min-1、d为抽油泵的泵径，mm、γ为抽汲液体的密度，kg/m3、S为冲程，m、η为泵效。
由于抽油机电机皮带轮直径不能无限减少，为取得较高的系统效率必将引入新技术如：变频装置、低速电机等。
4.结论
抽油机井泵效随沉没度变化而变化， 不同含水井取得最佳泵效所需沉没度的区间有所不同。对于采取间歇抽油的抽油机井，合理摸索优化间抽周期，制定合理的间开制度。随着抽汲参数的增大，抽油机悬点最大载荷增加，最小载荷降低，交变载荷增加。抽油杆弯曲程度增加，易产生杆管偏磨；分析抽油机在长冲程、慢冲次下的运行表明：随着冲次降低，最小载荷上升，下行阻力减少，抽油杆收缩量减少，有效冲程增加，增加泵排量；冲次降低，可增加油层液体向泵筒内流动时间，泵筒充满程度增加，提高油井的泵效，增加油井的产量，进而提高油井的系统效率。