采油工程3：有杆泵采油--汤课件.ppt

一、抽油井液面测试与分析 （一）动液面、静液面及采油指数 静液面：是指关井后环形空间中液面恢复到静止（与底层压力相平衡）时的液面。（Ls或Hs）对应于油藏压力。 动液面：油井生产时油套环形空间的液面。（Lf或Hf）对应于井底流压。 静液面与动液面之差（即△H=Hs-Hf）相对应的压力差即为生产压差。 采液指数J：与自喷井不同，抽油井一般都是通过液面的变化，来反映井底压力的变化。则多采用以下流动方程。 沉没度（hs）：表示泵沉没在动液面以下的深度，其大小可以根据气油比的高低、原油进泵所需要的压力大小来定。 可以看出，与抽油井的采油指数J与自喷井的一样，都表示单位生产压差下的油井日产油量，但此处是用相应的液柱来表示压差的。 折算液面：在测量液面时，套管压力往往不为零，这样就会有误差，因而把在一定套压下测得的液面折算成套管压力为零时的液面。 (二)液面位置的测量 测量仪器：回声仪 测量原理：利用声波在环形空间流体介质中的传播速度和测得的反射时间来计算其位置 （有音标井和无音标井） 二、地面示功图的分析（重点） 示功图：载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。 地面示功图或光杆示功图：悬点载荷与位移关系的示功图。 在实际工作中是以实测的地面示功图作为深井泵工作状况的主要依据。由于在实际工作中，抽油井的情况比较复杂，在生产过程中，深井泵将受到制造质量、安装质量以及砂、蜡、水、气、稠油和腐蚀等多种因素的影响，因而，实测的示功图有时会是奇形怪状，各不相同的。因而，为了正确分析和解释示功图，常常要以绘制理论示功图为基础。 (一)理论示功图及其分析 1.静载荷作用下的理论示功图 图3-28 静载理论示功图 以悬点的位移为横坐标，悬点的载荷为纵坐标的静载荷理论示功图如下。 循环过程：下死点A?加载完成B?上死点C?卸载完成D?下死点A?? 在下死点A处的悬点静载荷为Wr,上冲程开始后，液柱载荷Wl逐渐加在柱塞上，并引起抽油杆柱和油管柱的变形，载荷加完后，停止变形。从B点以后悬点以不变的静载荷（Wr+Wl）上行至上死点C。 图3-28 静载理论示功图 在上死点开始下行后，由于抽油杆柱和油管柱的弹性，液柱载荷Wl是逐渐的由柱塞转移到油管上，因而悬点逐渐卸载。在D点卸载完毕，悬点以固定的静载荷Wr继续下行至A点。 图3-28 静载理论示功图 CDA为下冲程静载荷变化线。CD为卸载过程，游动凡尔和固定凡尔处于关闭状态；在D点卸载完毕，变形结束，柱塞与泵筒发生向下相对位移，游动凡尔被顶开、排出液体。DA为排出过程，固定凡尔处于关闭状态。 在静载荷的作用下，悬点理论示功图为平行四边形ABCD。ABC为上冲程静载荷变化线。AB为加载过程，加载过程中，游动凡尔和固定凡尔处于关闭状态；在B点加载完毕，变形结束，柱塞与泵筒开始发生相对位移，固定凡尔打开而吸入液体。BC为吸入过程（BC=SP为泵的冲程），游动凡尔处于关闭状态。 1、考虑惯性载荷后的理论示功图 考虑惯性载荷时，是把惯性载荷叠加在静载荷上，因为悬点上的惯性载荷的变化规律与悬点加速度的变化规律是一致的，在上冲程中，前半程有一个由大到小向下作用的惯性载荷（增加悬点载荷），后半程有一个作用在悬点上的由小变大的向上的惯性载荷（减小悬点载荷）。在下冲程中，前半程有一个由大到小向上的惯性载荷（减小悬点载荷）；后半程有一个有小到大向下作用的惯性载荷（增加悬点载荷）。因此其示功图成为了平行四边形ABCD。 2.考虑振动载荷后的理论示功图 考虑振动载荷后的理论示功图 考虑振动时，由于抽油杆柱的振动是发生在粘性的液体中，因而为阻尼振动，叠加之后在BC线和DA线上就出现逐渐减弱的波浪线。 (二)典型示功图分析 典型示功图：某一因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图。 1.气体和充不满对示功图的影响 有气体影响的示功图 ①气体影响示功图 气锁 泵的余隙越大，进入泵内的气量越多，则线DD’越长，示功图的“刀把”越明显。 Gas Lock 下冲程：气体受压缩，泵内压力不能迅速提高，使排出阀滞后打开(点D’)，卸载变慢(CD’)。泵的余隙越大，进入泵内的气体越多，则DD线越长。“刀把”越明显。当进泵的气体量很大而沉没压力很低时，泵内气体处于反复压缩和膨胀状态，吸入阀和排出阀处于关闭状态，出现“气锁”。 上冲程：由于在下冲程末余隙内还残存一定数量的溶解气和压缩气，上冲程开始后泵内压力因气体的膨胀而不能很快降低，使固定阀打开滞后，游动阀关闭迟缓(点B’)，加载变慢。余隙越大，残存的气量越多，BB’线越长。 有气体影响的示功图 气锁 ②充不满影响的示功图 充不满现象：地层产液在上冲程末未充满泵筒的现象。 下冲程：悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞遇到液面时，则迅速卸载。当柱塞碰到液面时，因振动载荷线会出现波浪