蔡言河（中国石化胜利油田分公司鲁明公司高青采油管理区山东东营257000）
摘要：抽油井的泵效是有杆抽油设备利用效率的重要指标，导致泵况变差的理由有很多种，管漏、固定阀与游动阀的漏失、油管丝扣的相互配合、泵筒活塞的间隙偏差等等。在泵效的理论计算方面，前人已做了大量的研究工作。笔者试图通过对现场抽油井的泵效影响因素的分析，找出影响泵效的主要因素，作为提高泵效、采取措施的根据。
关键词：抽油井；泵效；沉没度；措施探讨
0引言
抽油井的泵效是有杆抽油设备利用效率的重要指标，提高泵效对于原油生产有重大意义。随着抽油机井生产时间的延长，由于受设备、流压变化、振动载荷、液体体积效应系数及抽油泵摩擦副等因素的影响，部分抽油机井出现产液下降、沉没度上升，泵况变差等问题。这些问题井的出现，影响了油井的正常生产，增大了杆管偏磨强度，影响区块系统压力的平衡。通过对抽油井的泵效进行计算和分析，找出影响泵效的主要因素，作为提高泵效、采取措施的理论根据。
1抽油井的泵效计算公式
影响泵效的因素很多，归结起来主要有三个方面：①气体的影响；②漏失（包括凡尔的漏失和柱塞与泵筒之间的漏失）；③冲程损失。这些因素可表示为
η=η1η2η3η4×100%
式中，η为总的理论泵效，%；η1、η2、η3、η4分别为泵吸入口处自由气和泵筒内含气液体到地面后的体积收缩系数、漏失系数以及油管和抽油杆的弹性伸缩而影响泵排量的系数。
k为抽油泵中余隙体积系数，此处取0.1；Rl为在泵吸入口处的压力和温度条件下的气液体积比，m3/m3。取地面标准压力为0.1MPa，温度为293K，Pi为泵吸入口处的压力，MPa；Ti为泵吸入口处的温度，K；dc和dt分别为套管和油管外径，m；Rs为总的油气比，m3/m3；Fw为含水率；α为天然气在原油中的溶解系数，m3（m3.MPa）；zi为Ti和Pi下的天然气压缩因子。
2影响抽油机井泵效的原因分析
2.1油管螺纹丝扣漏失的影响
在抽油机井的生产过程中，油管螺纹的工作性能对管柱的工作能力有着重要的影响。作业施工时，由于现有条件的限制，油管接箍与管体很难保持精确的同轴度，在上、卸丝扣的过程中，会对油管丝扣产生不同程度的磨损，若此时油管剌洗不净，螺旋副内夹入杂质，还会造成磨粒磨损，每次施工作业都会对丝扣产生较大的损伤，所以油管丝扣漏失也是一个累积损伤的过程。
2.1.1施工因素的影响
作业施工标准中对立井架的要求是，井口与游动滑车的左右偏差不超过20mm，前偏差不超过30mm、后偏差不超过50mm，但现场施工中很难达到这一标准，特别是左右偏差，几乎所有的作业井均超过了20mm的偏差范围。由于对中性较差，上卸扣时特别是用液压钳上扣时，会对丝扣产生较大的损伤。对于前、后偏差我们尚可采取调整前后绷绳的松紧来校对，但对于左、右偏差的校对则无明显的有效措施，相对于前、后偏差，左右偏差的校对难度更大，而且即便达到了20mm的施工标准，也很难使接箍与管体保持较高的同轴度。
2.1.2振动载荷的影响
在正常工作状态下，油管螺纹处于弹塑性工作状态，主要承受轴向拉伸力、径向挤压应力和环向应力的作用。在弹塑性工作状态下，油管螺纹牙塑性变形会随着应变载荷的增加而增大，在动载荷的作用下，牙塑变形会随着负荷的增减呈交替变化，正常状态下的螺纹丝扣，每天都要承受上万次交变载荷的作用。振动载荷随冲次的增加而增大，这也是冲次较高井泵况易变差的主要原因。
2.2低流压对泵效的影响
对于一些套压、沉没度较低的井，当井底流压较低时，在泵的入口处存在游离气或溶解气，也会影响深井泵的充满系数，使泵效下降。因为在它上方有高静水压力的液柱，而下方的压力却低得多，只有在把混合物压缩到能克服液柱压力时，才能开启，从而减少了柱塞的有效冲程，降低了泵的产液能力。
当时分析该井泵效较低的原因，除了有气影响因素外，抽油泵的工作状态较差、游动凡尔进油不畅应是主要原因。断脱检泵后，泵效依然较低（31.54%），而且即使套压控制得很低，功图依然显示为气影响，据此应排除泵本身工作状态的影响。分析该井气影响的原因为，因流压较低（平均流压1.99Mpa），油流在井筒附近的地层就已开始脱气所致。由于流压低，油流从地层流向井底时，其在井筒附近已开始脱气，随着气体不断逸出，原油粘度明显上升，气液比上升，进入井底后，大量气体进入泵筒内，使泵的充满系数降低，泵效降低。对于此类井，套压控制的越低，流压也越低，油流在地层中脱气也会越严重，这也是一些气影响井即使套压控制得很低（低于油压），其示功图仍然显示为气影响的主要原因。
对于一些流压较低的井，当流动压力低于一定下限值时，流饱压差过大，气体的流度大于液体的流度，在原油自地层向井底的流动过程中，其在井筒附近已开始脱气，压力越低脱气越严重。随着气体不断逸出，在油井附近形成脱气圈，脱气圈内原油粘度明显上升，液体渗流速度减慢，油层供液能力变差，动液面下降。有鉴于此，对于气影响井，即使将套压放得很低，其液面也不会有明显上升。
2.3抽油泵泵筒及柱塞磨损影响
抽油泵泵筒和柱塞是一对特殊工况条件下的摩擦副，其工作性能的好坏对抽油泵泵况具有直接影响。随着油田进入高含水期开采，采出液含水增加，柱塞和泵筒间的油润滑程度降低，水润滑程度增大，抽油泵成了“抽水泵”，易使柱塞和泵筒间的磨擦系数变大，磨擦阻力增加，加速柱塞和泵筒间的磨损速度，加之采出液中含有砂、蜡等杂质，油井生产一段时间后，易使柱塞及泵筒间产生磨蚀，致使抽油泵泵况变差，进而造成泵漏失。对于供液不足的井，柱塞和泵筒间的润滑性较差，其磨损程度则更为明显。
泵本身存在的液体滑脱的其他原因是由游动凡尔和固定凡尔造成的，它与阀座接触的球也可产生磨损，从而引起液体泄漏。
2.4沉没度对抽油机井泵效率的影响
沉没度要根据油井的产量和动液面来确定，是影响抽油机井泵效率的重要参数之一。在一定范围内，沉没度升高，井泵入口压力增大，滤头载荷减少，在一定程度上降低井泵油管漏失和泵能漏失，因而可以提高抽油机井泵效率。沉没度过多或者过低都会降低抽油机井泵效率。
当沉没度过高时，抽油机内的充满系数与沉没度成正比，同时增大，致使抽油井的流压增大，当达到抽油井流压的安全范围以后，流压过大引发部分薄差的油层不出液，致使产液层层间压力过大，导致油井产量下降。
当沉没度过低时，由于井泵口气体分离较多，抽油机内的充满系数会很小，引发抽油机上冲程液体不能将工作筒充满。下冲程选点载荷过大，产生较大冲击载荷，致使减载线变陡。
3提高抽油机井泵效的措施探讨
3.1确立合理的沉没度，提高井泵效率
根据相关调查当沉没度相同时，抽油井的效率跟含水量有关，随着含水量的变化而不断变化，因此将抽油井产出的水进行科学、合理的分类。
推广运用超低冲刺皮带轮技术，这种装置将抽油机电机和减速机之间由原来的1级减速设置为2级减速，切实有效降低抽油机冲次、进而提高抽油机井泵工作效率。
对于任意含水油井，通常沉没度的增加，井泵效率增幅都会减少。一般情况，含水量超过百分八十时，沉没度在200-350米，油井含水量低于百分之八十，沉没度在300-400米之间，不同油井沉没度选择不同，科学判断沉没度，有助于有效提高井泵效率。
3.2完善油管丝扣检测手段
目前现场施工对螺纹丝扣采取的是仅凭肉眼观察的方法，缺乏一定的科学性。也有一些单位采用的是标准扣锥度检测仪，但它对新油管和修复管的检测适用，对丝扣的磨损尚不能进行科学的检测。
要进一步规范作业井立放架子标准，完善校对技术，确保天车、游动滑车及井口的对中性。油管上扣过程中，最好采取人工扶油管的方法，以提高其同轴度，消除上扣过程中油管及滑车的摆动，减轻对油管丝扣的损害。
为减轻振动载荷及交变载荷对油管的冲击，应进一步推广油管锚定技术，降低抽油机井冲次，避开共振，降低抽油杆柱振动载荷的幅度。
3.3预防井底脱气
对沉没度较低的气影响井，不能一味采取降低套压的方法，以避免因流压较低，而造成其在井筒附近开始脱气。对一些气影响井，可采取下入KDQM气锚的措施，以减缓气影响。对处于非套变区内的井，可考虑将套压控制在1.5Mpa以上，减缓流压较低而造成的井底脱气问题。
3.4科学确立下泵深度
科学的下泵深度，与油井井泵参数、抽油井系统设计相关。将抽油井系统排量或者经济效益等选择目标函数、通过优化设计进而确定合理的下泵深度。
当液充和动液面也较深时，这类油井下井深度可以根据抽油井系统效率确定，将其设定为目标函数进而有效提高井泵工作效率。
对间抽井。这类井目标函数的选取应以液量和经济效益选择合适的下井深度，保证井泵效率。
3.5制定详细管理制度减少漏失现象
根据油田地质特征、油藏分布、各类物质腐蚀因素、预计油田储量及未来开采时间，树立科学的发展观，对油管数量、管材类型、核函数、参数进行全面分析，选择强度高、质量好的管材，避免因管材质地不佳引起的漏失现象。
要采取精细化管理的的措施，精细除油、过滤工艺，对油管进行定期检测维修，建立长效机制，对漏失原因进行详细记录，并列出重点、难点进行全面监管。
参考文献
[1]罗辉.抽油机井系统效率的影响因素及提高讨论[J].内蒙古石油化工，2010.
[2]李士红.提高油田机采系统用能效率的措施[J].中外能源，2009.