应用抽油井示功图判断故障与调整效果分析

　　【摘要】现场可以通过对抽油井示功图的实时测试采集和对比分析，能够快速并准确地识别油井故障，获知抽油泵的工作状况，从而可以选择合理的采油工作制度和检泵措施，并提出相应的抽油井技术管理办法。本文分析了抽油井冲程上、下行电流与示功图变化特点，分析了皮带断、抽油杆断脱、井卡等情况下上、下行电流与示功图的具体变化，以准确诊断分析抽油井故障，为排除故障打下了基础。
　　【关键词】抽油机；示功图；泵漏失；故障分析
　　示功图是反映抽油机悬点载荷随其位移变化规律的封闭曲线，其纵坐标为抽油机的悬点载荷，横坐标为抽油机的冲程。示功图可以定性地分析抽油泵的工作情况，是了解泵在井下工作状况的重要手段，因此示功图可作为现场技术工作者判断机抽井工况和制定下步措施的依据。通过分析示功图，可以知道抽油机负荷的变化、泵的工作状况，各项参数配合是否合理，是否受到砂、蜡、气、水的影响，油层供液能力是否充足，抽油杆工作是否正常等，由示功图及时诊断抽油井工作状况，从而及时调整工作制度。
　　一、应用抽油井示功图判断故障与调整效果分析
　　抽油机在生产过程中，通过所辖区块油井动态参数的实时监测，总结、归纳出抽油机上、下行电流、示功图的变化规律，经验证，利用这些动态参数判断油井工况具有良好效果。
　　通常可以利用抽油机上下行电流、示功图变化规律，对地面故障、井下故障等油井工况进行判断，及时采取措施恢复油井生产。
　　1。抽油机泵漏失判断
　　（1）泵漏原因分析
　　抽油泵正常生产时，上冲程，抽油杆带动活塞向上运动，活塞上游动凡尔在油管内液柱作用下而关闭，并排出活塞冲程一段液体。与此同时，泵筒内压力下降，在环形空间的液柱压力作用下，固定凡尔打开，井内液体进入泵内，占据活塞所让出的空间；下冲程，抽油杆带动活塞向下运动，泵筒液柱受压缩，压力增加，当此压力等于环空液柱压力时，固定凡尔靠自重而关闭。活塞继续下行，泵内压力升高，当泵内压力超过油管内液柱压力时，泵内液柱即顶开游动凡尔，并将载荷转移到油管内。泵漏失有三种情况：一是球座是否刺损或球磨损，二是凡尔球有杂物或其它硬物垫住，使球与球座密封不严，三是由于结蜡影响，使凡尔不工作。第一种情况只能通过作业处理，第二、三种情况可以通过热洗处理，处理不好只能作业处理。处理和预防泵漏失对两率的贡献极大，在每年的检泵作业井中也都存在着起出杆管泵无异常，说明在异常井诊断上有失误，存在处理方法不到位情况。只有诊断准确，才能为下步处理提供指导方法，因此提高异常井诊断的准确率，对降低两率起着相当重要的作用，尤其是对泵漏失井的处理。
　　（2）利用功图判断漏失类型
　　由于抽油泵工作环境十分恶劣，机械磨损或井下液体的腐蚀都会导致抽油泵漏失、失灵等故障，泵漏失可分为游动凡尔漏失、固定凡尔漏失、双凡尔漏失。游动凡尔漏。现象：量油产量下降、示功图增载缓慢、液面上升、上电流比正常时小，下电流正常，憋压时上冲程压力上升缓慢。将驴头停在上死点稳压，游动凡尔漏失稳不住。固定凡尔漏。现象：量油产量下降、示功图卸载缓慢、液面上升、上电流正常，下电流正常，憋压时上冲程压力上升，下冲程压力下降，压力憋得越高，上下冲程压力变化越大，将驴头停在下死点稳压，固定凡尔漏失稳不住。双凡尔漏。现象：量油产量下降，液面上升，增载卸载都很缓慢，图形圆滑，漏失严重时的功图与断脱功图相似，憋泵压力上升，稳压稳不住。
　　2。抽油杆断脱
　　2017年7月19日发现某抽油井上、下行电流、示功图有明显改变，从曲线看上行电流突然下降，行电流突然上升，又查看示功图，发现示功图载荷明显减小，图形变窄，说明抽油井的井下负荷突然减小，从参数和图形分析该异常为断脱，经过与巡井工人联系现场查看证实为抽油杆断脱。当抽油杆上行程时，由于井下一端负荷小，靠平衡块就能将驴头拉起，电机做功小，因此电流下降，下行时，由于井下负荷小，平衡块要靠电机做功才能将它举升上去，电机做功大，所以电流上升。断脱的部位越靠上，抽油杆上部越轻，上行电流下降越多。
　　3。井卡
　　2017年4月7日发现某抽油井上、下行电流同时突然升高，又查看示功图，发现示功图明显改变，从参数和图形分析该异常为井卡，经与巡井人员取得联系现场查看核实为井卡。分析井卡后柱塞在泵筒无法移动只有抽油杆的伸缩变形，上冲程中悬点载荷先是缓慢增加，将被压缩而弯曲的抽油杆柱拉直，到达卡死点位置后，抽油杆柱因受拉而伸长，悬点载荷大幅度增加，下冲程中先是恢复弹性变形，到卡死点后抽油杆柱被压缩而发生弯曲，所以在卡死点的前后段示功图会有两个斜率段，由于柱塞被卡，导致抽油泵不能抽出液体。
　　4。皮带断
　　2018年5月发现某井上、下行电流明显下降，从曲线上看，该井电流突然下降，与此同时温度也随之下降，综合分析该异常为皮带断或油井偷停，经采油站巡井人员现场验证异常为皮带断。原因分析：当抽油机皮带断后，电机处于空转状态，抽油泵停止工作，做功减少，所以电流下降，由于没有液体抽出，温度也随之下降，抽油井偷停与皮带断特征相近，这些只是地面故障，不会影响示功图的变化。
　　二、应用示功图调整措施
　　1。供液不足
　　供液不足的示功图一般表现为增载正常，卸载延迟，卸载线和增载线平行，图形呈刀把状。主要原因为供液不足的井液面较低，只有当泵内柱塞遇到液面后才开始卸载造成的。供液不足的井大多油层能量低、无法满足泵排量的需求，是低产主要原因。调整措施一般为下调工作制度、关井恢复液面，或者上修加深泵挂等。
　　2。气体影响
　　气体影响的示功图一般表现为增载正常，卸載为圆弧状。主要原因为液面较深，当套压太高气体进入泵桶导致。气体影响的井大多油层能量低、液面较深，沉没度小，也是低产主要原因。调整措施一般为安装定压泄气阀，或者上修加装气锚等。
　　3。断杆
　　抽油杆断脱的示功图图形为一条线，无明显的增、卸载，功图位于正常载荷的中下部位，杆断位置决定杆断后示功图的位置。现场表现为井口不出液，电流及抽油机不平衡，井口憋压不起压等。若断脱位置较浅，可直接上吊车打捞，否则直接上修检泵。
　　4。井筒乳化、油稠
　　乳化、油稠的示功图为上负荷线高于最大理论负荷线，下负荷线低于最小理论负荷线，图形比较肥胖，四角圆滑。图形产生变异，但泵总体做功面积和充满系数较高，排液仍然正常，出液性质变化。主要对进泵液体降粘，可采取环空加药，亦可采取环空加热措施，或者采用反馈抽稠泵机抽。
　　三、几点认识
　　（1）通过远程监测技术实时监测油井电流、载荷、示功图等参数变化，可及时判断抽油井生产情况，排除故障，实现降本增效。
　　（2）在电流互感器发生损坏时，电流变化可造成假异常现象，因此，要及时维护各个采集部件。
　　（3）当抽油井的电流、示功图发生改变时，井下工况很可能发生了异常，单独应用上、下行电流或示功图判断油井工况还具有局限性，两者应结合判断。
　　（4）抽油井的工况相当复杂，不仅仅只受单一因素影响，而是受两种或多种因素相结合的影响，通过抽油井示功图的对比分析，找出目前影响生产的最主要因素，提出合理的解决办法。
　　【参考文献】
　　〔1〕张海云。塔河油田典型示功图分析。油气井测试，2003，12（2）：40～43
　　〔2〕陈刚等。超稠油标准示功图识别与分析。特种油气藏。2002，9（6）：60～65。