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1、中国石油华北油田公司实训基地2012年7月,抽油机井井口憋压处理,郭连升,前 言,随着油田开发的不断深入,靠地层原始能量开采的自喷井的数量越来越少,抽油开采开始在生产中占有越来越重要的地位。然而深井泵在井下经常会出现故障而影响油井的产液量。时刻注意深井泵的工作情况,保证每一口井的正常生产成为日常生产管理中非常重要的一个方面。实践证明,井口憋压法是用来判断井下深井泵工作状况的有效方法。,井口憋压方法及目的,井口憋压操作及数据采集,憋压曲线分析及故障原因与处理,提 纲,1 憋压法的概念 憋压就是在油井井口安装压力表，然后关闭出油闸门，油井正常开抽，观察油井压力与时间的变化关系，记录下来，画出压力与
2、时间的变化曲线，以此来分析判断深井抽油泵和井下生产管柱的工作状况，及时发现油井井下故障，以便采取相对应的措施保证抽油井的正常生产。该方法因操作简单、方便、适用性强、成本低廉而得到了较广的应用。在油井开发过程中，油井憋压工作是采油生产管理的一项重要工作，是采油工人管理油井正常生产的重要手段。,一、井口憋压方法及目的,2 操作方法2.1 启抽憋压 在采油树油压表处换上合格压力表,打开压力表闸门,检查盘根,如不合格可以更换,然后关闭生产闸门,启抽憋压,观察压力变化并作好记录。2.2 停抽憋压 当压力升到一定数值时,通常达到4.0MPa,将抽油机停止运转一定时间,观察压力表读数的变化,并作好录。根据以
3、上两个过程所记录的时间与压力数值,以横坐标表示时间,纵坐标表示压力,即得到憋压曲线。,一、井口憋压方法及目的,现有的憋压过程没有记录装置，只能靠肉眼观察压力表，手工记录压力变化。但抽油机的冲程、冲数会因油井产量的高低而不同，遇到冲数较快的油井，很难准确记录压力的变化，从而无法准确判断深井泵的工作状况，对保障生产有严重影响。基于这种想法，我们采用压力传递的原理研制了油井憋压记录装置。,一、井口憋压方法及目的,井口憋压目的,一、井口憋压方法及目的,井口憋压方法及目的,井口憋压操作及数据采集,憋压曲线分析及故障原因与处理,提 纲,1.井口憋压操作程序：准备工具更换合格压力表关闭生产阀门记录时间和压力
4、停抽记录时间和压力更换正常使用压力表打开生产阀门启动抽油机检查记录报表。某井憋压填写报表举例：15：05-15:10憋压，压力由0.5 4.2Mpa 15：10-15:20停抽，压力由4.2 4.0Mpa，憋压三次，井下工况正常。,二、井口憋压操作及数据采集,2.数据采集：油井憋压记录装置是针对传统憋压方法的弊端研制的既能憋压操作又能记录憋压数据的实用新型装置。该装置能自动记录憋压数据，压力记录点间隔时间可根据需要随意设置，连接微机就可回放出一条真实可信的憋压曲线。反映直观，可永久保存。油井憋压记录装置主要由普通的包氏管式压力表和压力传感器通过钢制配件连接组合而成.,二、井口憋压操作及数据采集
5、,二、井口憋压操作及数据采集,油井憋压记录装置的操作等同于传统的憋压操作，只是在肉眼观察压力值随时间变化的同时，压力传感器就准确地记录下了各压力点随时间的变化情况。结构如图。（1）对丝（2）压力表（3）卸压阀，（4）四通（5）压力传感装置（51）工作仓（52）压力传感器（53）丝堵（54）弹簧（55）压力传导孔,二、井口憋压操作及数据采集,在憋压工作开始前，先设置好压力传感器52的压力记录点间隔时间，再将压力传感器52装入工作仓51，将油井憋压记录装置的对丝连接在抽油井井口油压表闸门上,开始憋压，此时压力传感器52会按设定的压力记录点间隔时间记录压力数值。憋压结束后，先打开卸压阀3卸压，然后取
6、出压力传感器52，将压力传感器52的USB端口连接到计算机上，由计算机读取并回放压力传感器52记录的憋压压力数据。,二、井口憋压操作及数据采集,3.油井憋压记录装置的优缺点 1）、准确度高。憋压记录仪是记录时间与压力变化的关系曲线。该憋压记录装置采取每6秒钟自动录取一个压力值，所采集的压力值密集可信任度高。2）、功能多。除测量压力外，还可测量温度，能采集采出液体的温度，对掺输及冷输的井进行温度测量，有很大的适用价值。3）、反映直观。通过采集的数据应用微机直接回放，直观的反映出每口井时间与压力变化关系曲线，可永久保存。4）、精度高。用高精度校对低精度，（压力表的精度等级为1.6%，压力传感器的精
7、度为2）能够精细地反应油井井下的工作状况。,二、井口憋压操作及数据采集,3.油井憋压记录装置的优缺点 5）、操作简单。此仪器选择压力传感器规格应与井口、管路所承受的压力相匹配。压力表、压力传感器等部件组成一体，仪器体积小重量轻，安装和拆卸方便。此仪器装有卸压装置，放空后压力为零,卸去该仪器安全可靠。6）、使用该装置可彻底杜绝憋压数据的造假行为。缺点：因暂时无法设置井号，憋压操作时需另行记录井号顺序，待和压力传感器的生产厂家联系改进后进一步完善。,井口憋压方法及目的,井口憋压操作及数据采集,憋压曲线分析及故障原因与处理,提 纲,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,憋压曲线是油管压力与憋压时间的
8、关系曲线,但是憋压时间的长短不确定,有的几分钟,有的需要几十分钟。它受液面深度、泵径、冲程、冲次等因素的影响,以上各要素不同,不会影响憋压曲线的基本形状,只会影响油压达到标定值的时间。因此,通过憋压曲线的基本形状分析井下工作状况具有普遍性。我们假设10min 憋压达到4.0MPa。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,1 理论上理想状态抽油机井憋压曲线分析 所谓理想状态抽油机井就是泵及油管不漏失,并且地层供液情况较好的状态。由于纯液流的压缩系数很小,我们假设抽油机连续运转10min 左右即可使压力从0MPa 上升到4.0MPa,在抽油机停抽后压力不会下降,一直保持在4.0M Pa。其憋压曲线
9、如图3.1 所示。,曲线形状特点：先慢后快再平稳,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析 在实际生产当中,由于回压等因素影响,多数情况不管是关井还是开井,油压表总有读数。因此,在憋压过程中,压力值不是从0MPa开始,我们假设从0.5MPa 开始。在实际生产过程中,我们可以把常见的憋压曲线分为以下九种:,2 实际憋压曲线分析(1)正常憋压曲线:如果启抽憋压时,压力一直是平稳上升,停抽后压力基本不变,说明深井泵及油管工作正常,其憋压曲线如图3.2.1,从图中可以看出:实际所测憋压曲线与理论憋压曲线很相似,10min 压力下降小于0.5MPa,这说明,泵的工作状态良好,并无太多渗
10、漏。如果该憋压曲线是检泵作业后所测,这说明该井检泵效果较好。图3.2.1正常憋压曲线,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析（2)抽油杆断脱或供液不足憋压曲线:如果憋压时,无论是启抽还是停抽,压力始终是初始的油压值,说明抽油杆断脱或油井严重供液不足,深井泵没有沉没度。其憋压曲线见图3.2.2,原因:抽油杆断脱或深井泵没有沉没度,都能造成油井抽不出油,所以,井口压力不随憋压时间的增长而变化,而是始终保持在初始压力值。如果是在生产过程中遇到这种情况,油井突然不出时,就应该对该井进行检泵、或深抽作业。如果是在检泵作业后,那可能是作业质量不合格,可以要求返检。,三、井口憋压曲线分析
11、及故障原因与处理,断脱曲线,理论曲线,2 实际憋压曲线分析(3)游动凡尔漏失憋压曲线:启抽憋压时,如果压力上升逐渐缓慢,停抽时压力基本不变,说明游动凡尔关闭不严,见图3.2.3,其原因是:由于游动凡尔关闭不严,在上冲程中,随着活塞压缩流体,油管中压力逐渐上升,但随着油管内压力的上升,游动凡尔而的漏失量逐渐增大。所以憋压曲线表现出压力在开始启抽时压力上升较快,接着上升逐渐变的缓慢。但是,由于固定凡尔工作状态较好,所以当抽油机停机后,固定凡尔仍能支撑住油管内液柱产生的压力,所以,在憋压曲线中,油井停机后油压并不发生改变。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析(3)游动凡尔漏失
12、憋压曲线:启抽憋压时,如果压力上升逐渐缓慢,停抽时压力基本不变,说明游动凡尔关闭不严,见图3.2.3,其原因是:由于游动凡尔关闭不严,在上冲程中,随着活塞压缩流体,油管中压力逐渐上升,但随着油管内压力的上升,游动凡尔而的漏失量逐渐增大。所以憋压曲线表现出压力在开始启抽时压力上升较快,接着上升逐渐变的缓慢。但是,由于固定凡尔工作状态较好,所以当抽油机停机后,固定凡尔仍能支撑住油管内液柱产生的压力,所以,在憋压曲线中,油井停机后油压并不发生改变。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析(4)固定凡尔漏失憋压曲线:启抽憋压时,上冲程过程中压力上升,下冲程过程中压力下降,但总体趋势
13、上升,停抽后压力不降,说明固定凡尔漏失。其憋压曲线见图3.2.4,分析认为,由于游动凡尔关闭较好,故活塞上冲程过程中压力上升,而在下冲程过程中,由于固定凡尔失灵,使得下冲程过程中,油压下降,如果固定凡尔并没有完全失灵,因此,还是会有部分液体进入游动凡尔上部,导致油压总体趋势上升。当游动凡尔上部液体压力与其下部压力相等时,不管是上冲程还是下冲程,油压都不变。抽油机停抽后,由于游动凡尔关闭较好,故游动凡尔以上的液体体积不会发生变化,所以关机后油压保持不变。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析(5)双凡尔漏失憋压曲线:启抽憋压时,上冲程压力上升,下冲程压力下降,但总体趋势上升
14、,停机后压力下降,压力下降的速度随停机时间增长而变慢,说明双凡尔漏失,其原因是上冲程过程中,游动凡尔漏失,压缩其上部液体,使压力上升缓慢,下冲程固定凡尔漏失压力下降。但是由于游动凡尔和固定凡尔并没有完全失灵,所以,压力仍具有上升趋势。停抽后,由于游动凡尔和固定凡尔都漏失,因此,压力逐渐下降,下降趋势逐渐变缓。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析(6)油管漏憋压曲线:启抽憋压时压力上升,其压力上升趋势逐渐减缓,停抽后,压力下降,其下降趋势逐渐减缓,说明管漏,其原因是:启抽后,压缩油内的液体,井口压力上升,但由于管漏,导致漏失量随管内被压缩液体压缩量的增大而增加,从而压力上
15、升逐渐缓慢,停抽后,由于仍存在漏失,故压力下降。但随着压力的降低,下降趋势逐渐变缓。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,实测曲线,理论曲线,2 实际憋压曲线分析(7)气锁或固定凡尔失灵憋压曲线:启抽憋压时,上冲程压力上升,下冲程压力下降初始的油压值。这说明固定凡尔失灵或气锁。其原因是:上冲程,由于游动凡尔工作良好,所以效果不变,而下冲程中,由于固定凡尔失灵或气锁均会导致没有液体进入游动凡尔上部,而游动凡尔上部体积却膨胀,因此,压力下降。停抽后,抽油机停在上死点,游动凡尔有效,所以压力不降。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,实测曲线,理论曲线,2 实际憋压曲线分析(8)活塞部分脱出工作
16、筒憋压曲线:启抽憋压时,上冲程中,压力开始上升,但没等驴头到上死点时,压力突然下降,整个曲线呈规律性上升。停抽后,如果驴头停在下死点附近时,压力不降,说明柱塞部分脱出工作筒。其原因是:由于柱塞部分脱出工作筒,驴头在上冲程开始时,刚开始压缩流体,其压力上升,但当驴头接近上死点时,柱塞已脱出工作筒,部分液体漏失,压力有所下降,如此往复。停抽后,当驴头停在下死点时,柱塞在工作筒内,所以,压力不会下降。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,2 实际憋压曲线分析(9)具有自喷能力的憋压曲线:当抽油机井停机憋压时,其压力值持续稳定上升,说明该井具有自喷能力。其原因是停抽憋压时,由于油井具有自喷能力,地层
17、内液体不断流到套管内,套管内液体压力不断增加,油管内压力会随之上升。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,3、憋压曲线的应用当油井发生异常情况时,我们一般都采取憋压法配合示功图来分析井下情况。(1)抽油井产量突然下降,我们用憋压曲线分析,井下情况,为下部措施提供依据。如果是泵漏失严重或是杆脱,我们可以上检泵措施,如果是供液不足,我们可以加深泵挂深度,或直接采取深抽措施;如果泵挂无法加深,我们可以上补层合采。X1 井在检泵作业后,刚开井时,产液量很低,逐渐不出,憋压分析时,发现上冲程油压上升,下冲程时,油压下降至初始值。由于该井产气量不大,又是作业刚开井,压井液尚未排完,所以否定了气锁的可能,
18、认为是固定凡尔失灵,有可能是油管内铁锈将固定凡尔卡死。洗井后,该井生产正常。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,3、憋压曲线的应用(2)修井作业结束后,用憋压曲线来检查作业质量是否合格。以便及时发现问题,要求作业队立即整改,避免无功作业。32 井减载深抽作业结束,开井后只排了半天水后,就不出了,测试液面深度后有沉没度,从示功图分析来看,象杆脱;但作业队否认这种可能。最后,采取憋压法来分析,抽油机连续抽了两个多小时,油压一点变化也没有。面对事实,作业队不得不返工提出抽油杆时,发现抽油杆在减载器上接箍处断脱。避免了一次无效作业费的支出。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,3、憋压曲线的应用
19、 42井是工作区的一口新井,该井在投产后,累计出了10 多方水后便不出,由于是新井,给予的希望很大,可是不出油,井口憋压憋不起来。起初,认为是作业质量不合格,造成杆管断脱。示功图分析为供液不足,液面也在泵挂之下,由于是新井投产,认为不可能供液不足。最后,向井内打了30 多方的水,洗井验泵。这时井口憋压曲线显示正常,确认泵工作正常。1天后,该井又不出了,最后,不得不对该井采取补层合采措施。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,4、憋压曲线的应用小结(1)井口憋压法操作简单,方便、快捷,且成本低廉,可以推广使用;(2)在生产管理过程中,配合示功图分析判断深井泵工作情况,可以弥补示功图的某些不足;
20、(3)利用憋压法可以减少检泵作业施工井次,节省了作业费用支出;(4)作业交井后,利用憋压曲线来判断井下情况,可以准确的分析出泵的工作状况。,三、井口憋压曲线分析及故障原因与处理,参考文献:1 张厚福,方朝亮,高先志,等.石油地质学 M.北京:石油工业出版社,1999.2 李巍.提高油田注水效率浅析 J.华北石油设计,1999,(1):1 3.3 雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释 M.山东:石油大学出版社,1996.4 刘全稳,陈景山,严宁珍,等.油气质点运移方向探讨 J.西南石油学院学报,2001,23(1):14 17.5 于淑华，油井憋压记录装置，中国石油集团公司技能专家技术交流材料汇编，2008，中国石油长庆培训中心,不妥之处，敬请批评指正！谢谢！,
