抽油机井工况分析讲解课件.ppt

1、抽油机井工况抽油机井工况分析分析目录目录采油井主要参数采油井主要参数1抽油机井示功图简介抽油机井示功图简介2抽油机井生产状况分析抽油机井生产状况分析3第一部分第一部分 采油井主要参数采油井主要参数 生产状况变化是由生产参数反映出来。因此，生产状况变化是由生产参数反映出来。因此，当一个参数变化直接或间接地说明生产状态发生当一个参数变化直接或间接地说明生产状态发生某些改变，同时也会影响到其他参数变化。某些改变，同时也会影响到其他参数变化。产液量产液量动液面动液面生产压差生产压差示功图示功图悬点载荷悬点载荷憋泵曲线憋泵曲线含水含水（一）泵的工作原理 第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图 安

2、装在井下，用抽油杆带动柱塞在安装在井下，用抽油杆带动柱塞在泵筒中上下往复运动，将井下液体抽汲泵筒中上下往复运动，将井下液体抽汲到地面的泵，又称抽油泵。主要由泵筒、到地面的泵，又称抽油泵。主要由泵筒、柱塞、固定阀和游动阀组成。柱塞、固定阀和游动阀组成。第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图 泵的工作原理：泵的工作原理：当柱塞由下死点上行时游动阀在重力作用下关闭，随着柱塞当柱塞由下死点上行时游动阀在重力作用下关闭，随着柱塞上行原油沿油管排到地面。同时泵腔容积增大，压力下降，直上行原油沿油管排到地面。同时泵腔容积增大，压力下降，直到泵腔压力低于地面沉没压力时，游动阀被沉没压力顶开，泵到泵腔压

3、力低于地面沉没压力时，游动阀被沉没压力顶开，泵腔开始进油直到上死点。腔开始进油直到上死点。当柱塞由上死点下行时，固定阀在重力作用下关闭，泵腔当柱塞由上死点下行时，固定阀在重力作用下关闭，泵腔容积减小压力上升，直到泵腔压力超过柱塞上部液柱压力时顶容积减小压力上升，直到泵腔压力超过柱塞上部液柱压力时顶开游动阀，泵腔内的原油排到柱塞以上，深井泵完成了一次循开游动阀，泵腔内的原油排到柱塞以上，深井泵完成了一次循环，这样周而复始地将原油抽到地面。环，这样周而复始地将原油抽到地面。第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图上冲程游动阀关闭，上冲程游动阀关闭，泵的上腔室液体排泵的上腔室液体排入油管。同时

4、，固入油管。同时，固定阀打开，环空内定阀打开，环空内液体进入泵的下腔液体进入泵的下腔室。室。下冲程游动阀下冲程游动阀打开，固定阀打开，固定阀关闭，泵下腔关闭，泵下腔室液体进入上室液体进入上腔室。腔室。第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图 在实际工作中是以实测地面示功图作为分在实际工作中是以实测地面示功图作为分析有杆泵工作状况的主要依据。由于抽油井的析有杆泵工作状况的主要依据。由于抽油井的情况较为复杂，在生产过程中，实测示功图有情况较为复杂，在生产过程中，实测示功图有时奇形怪状各不相同。为了能正确分析和解释时奇形怪状各不相同。为了能正确分析和解释示功图，常常需要以绘制理论示功图为基础。

5、示功图，常常需要以绘制理论示功图为基础。（二）理论示功图 第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图PSS活活S光光增载线增载线 在上冲开始时，油管内活塞截面以上液柱的重量转加在上冲开始时，油管内活塞截面以上液柱的重量转加在抽油杆柱上，这时，就要发生弹性变形，油管缩短，抽在抽油杆柱上，这时，就要发生弹性变形，油管缩短，抽油杆伸长。此时光杆虽然在上行，但活塞相对于泵筒却没油杆伸长。此时光杆虽然在上行，但活塞相对于泵筒却没有移动，这样就画出示功图中的有移动，这样就画出示功图中的ABAB段斜线，它表示光杆载段斜线，它表示光杆载荷增加的过程，称为增载线。荷增加的过程，称为增载线。ABCD上、下游动

6、凡尔关闭固定凡尔打开PSS活活S光光上载荷线上载荷线 当弹性变形完毕，光杆带动活塞开始上行，固定凡尔当弹性变形完毕，光杆带动活塞开始上行，固定凡尔打开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此打开，液体进入泵筒并充满活塞所让出的泵筒空间，此时，光杆处所承受的载荷，仍和时，光杆处所承受的载荷，仍和B B点时一样没变化，所点时一样没变化，所以画出一条直线以画出一条直线BCBC，简称上载荷线。，简称上载荷线。ABCDPSS活活S光光减载线减载线当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关当活塞到达上死点，在转入下行程的瞬间，固定凡尔关闭，游动凡尔打开，活塞上下连通，抽油杆上所承受的闭，游动凡尔

7、打开，活塞上下连通，抽油杆上所承受的液柱重量又转加在油管上，抽油杆卸掉了这一载荷，于液柱重量又转加在油管上，抽油杆卸掉了这一载荷，于是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短，是二者又发生弹性变形，此时油管伸长，抽油杆柱缩短，光杆虽下行，但活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了光杆虽下行，但活塞相对于泵筒没有移动，于是画出了CDCD斜线。它表示光杆上载荷减少的过程。称为减载线。斜线。它表示光杆上载荷减少的过程。称为减载线。ABCD上游动凡尔打开下游动凡尔打开固定凡尔关闭PSS活活S光光下载荷线下载荷线当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游当弹性变形完毕，活塞开始下行，液体就通过游动凡尔向

8、活塞以上转移，此过程中，光杆所受的动凡尔向活塞以上转移，此过程中，光杆所受的载荷不变，于是画出直线载荷不变，于是画出直线DADA，简称下载荷线。，简称下载荷线。ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图这四条线连在一起，即为理论示功图。这四条线连在一起，即为理论示功图。ABCD下面演示一下理论示功图的形成过程PSS活活S光光理论示功图理论示功图ABCD光杆上行上、下游动凡尔关闭固定凡尔打开PSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论

9、示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在上行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图ABCD光杆上行结束并立即转入下行PSS活活S光光理论示功图理论示功图ABCD上游动凡尔打开下游动凡尔打开固定凡尔关闭光杆在下行PSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示

10、功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图光杆和活塞都在下行ABCDPSS活活S光光理论示功图理论示功图ABCD光杆下行结束又立即转入上行PSS活活S光光理论示功图理论示功图于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。于是画成一个封闭的曲线，即为示功图。ABCD（

11、三）实测示功图 第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图 增载转上行程主要反映游动阀及杆管工作状况。缺失：增载转上行程主要反映游动阀及杆管工作状况。缺失：说明增载不到位或载荷小，反映阀、泵、管、杆漏断脱；说明增载不到位或载荷小，反映阀、泵、管、杆漏断脱；多出：说明载荷大，反映井口、井下磨擦阻力大。多出：说明载荷大，反映井口、井下磨擦阻力大。上行程转减载过程反映泵工作状况。缺失：提前减载或上行程转减载过程反映泵工作状况。缺失：提前减载或载荷小，反映活塞脱泵筒或固定阀、泵管杆漏断脱；多出：载荷小，反映活塞脱泵筒或固定阀、泵管杆漏断脱；多出：说明载荷大，磨擦阻力大并有刮、碰、卡现象。说明载荷大

12、，磨擦阻力大并有刮、碰、卡现象。第一部分第一部分第二部分第二部分第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图 减载转下行程主要反映固定阀及泵工作状况。缺失：说减载转下行程主要反映固定阀及泵工作状况。缺失：说明减不下载或载荷大，反映泵充满系数低、漏；多出：说明减不下载或载荷大，反映泵充满系数低、漏；多出：说明载荷变小，反映磨擦阻力大。明载荷变小，反映磨擦阻力大。下行程转增载过程反映泵工作状况。缺失：说明载荷大下行程转增载过程反映泵工作状况。缺失：说明载荷大减不下，反映无液、泵漏；多出：说明载荷变小，磨擦阻减不下，反映无液、泵漏；多出：说明载荷变小，磨擦阻力大并有碰泵的情况。力大并有碰泵的情况。

13、第三部分第三部分第四部分第四部分第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图实测示功图真实地反映悬点载荷实际状况。通过对比、判断载荷变化状况，既可分析出抽油井生产状况，准确判定问题、故障性质及所在。下面介绍几种具有代表性问题的实测典型示功图：正常功图正常功图（1）气体影响气体影响（2）供液不足供液不足气锁气锁/固定阀卡固定阀卡/无液无液惯性正常功图惯性正常功图第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图抽带喷抽带喷（4）泵漏失泵漏失（5）油管漏失油管漏失（3）蜡、稠油影响蜡、稠油影响（6）杆断脱杆断脱（7）双凡尔漏双凡尔漏（9）固定凡尔漏固定凡尔漏（8）第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油

14、机井示功图出工作筒出工作筒（10）碰泵或遇阻碰泵或遇阻（11）砂影响砂影响（12）上挂上挂（13）卡泵卡泵（14）第二部分第二部分 抽油机井示功图抽油机井示功图1.1.稠油对示功图的影响稠油对示功图的影响油稠，使磨檫等附加阻力油稠，使磨檫等附加阻力变变大，造成上负荷线偏高大，造成上负荷线偏高，下下负荷线偏低负荷线偏低。同时，使得凡。同时，使得凡尔开关比正常时滞后，凡尔尔开关比正常时滞后，凡尔和凡尔座配合不严蜜，造成和凡尔座配合不严蜜，造成较大的较大的漏失漏失。该类图形的特点是：该类图形的特点是：（1 1）上负荷线高于最大理论负荷线，下负荷线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

15、线，图形肥胖低于最小理论负荷线，图形肥胖 （2 2）四个角圆滑四个角圆滑第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析2 2、供液能力差对示功图的影响、供液能力差对示功图的影响 当沉没度过小及供液不足使液体不能充满工当沉没度过小及供液不足使液体不能充满工作筒时的示功图作筒时的示功图 特点：下冲程中特点：下冲程中悬点载荷不能立即减小，只悬点载荷不能立即减小，只有当柱塞遇到液面时才迅速卸载有当柱塞遇到液面时才迅速卸载 供液能力差时的理论示功图供液能力差时的理论示功图 P P光光S S光光第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析2 2、供液能力差对示功图的影响、供液能力差对示功图的影响“刀把状刀把状”

16、采取的措施：间开抽吸采取的措施：间开抽吸;调整参数调整参数;加深泵挂加深泵挂;压裂酸化改造油层压裂酸化改造油层;提高对应注水量提高对应注水量第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析3 3、气体对示功图的影响气体对示功图的影响 在抽油过程中，总有或多或少的气体进入泵内。P P光光S S光光 由于气体影响，在下行程时悬点不能及时卸载，到活塞下行程悬点开始卸载，但由于泵内有气体存在，活塞压缩气体，游动凡尔不能及时打开，使卸载缓慢，呈现一个向内弯的弧线。进入泵内的气量越多，则D1D越长，“刀把”越明显。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析3、气体对示功图的影响气体对示功图的影响泵受到气体影响的

17、实测示功图泵受到气体影响的实测示功图 上冲程：增载线平缓，成为上冲程：增载线平缓，成为一条向右下方弯曲的弧线。一条向右下方弯曲的弧线。下冲程：减载线减载较慢；下冲程：减载线减载较慢；弧线曲率的大小弧线曲率的大小，随着进入，随着进入泵内气体压力的大小而变化。泵内气体压力的大小而变化。气体压力大，光杆卸载快，气体压力大，光杆卸载快，弧线曲率小。反之，则曲率弧线曲率小。反之，则曲率大。大。这条弧线，就是受气体影响的示功图的显著特征。这条弧线，就是受气体影响的示功图的显著特征。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析3、气体对示功图的影响、气体对示功图的影响凡尔凡尔“气锁气锁”，泵不出液，泵不出液.

18、所谓凡尔所谓凡尔“气锁气锁”是是指大量气体进入泵内后，指大量气体进入泵内后，引起游动凡尔、固定凡尔均失灵，活塞仅对气体引起游动凡尔、固定凡尔均失灵，活塞仅对气体起压缩或膨胀作用，泵不出液。起压缩或膨胀作用，泵不出液。原因：A A、当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供油、当泵的排量大于油井在该泵挂深度的供油能力时，在抽油过程中，动液面逐渐降低，直至动能力时，在抽油过程中，动液面逐渐降低，直至动液面液面降低到泵的进口附近降低到泵的进口附近，大量套管气进入泵内。大量套管气进入泵内。B B、在油气比很高的抽油井中，有时因为在上在油气比很高的抽油井中，有时因为在上冲程时，由于原油内的大量游离气进入泵内，并

19、冲程时，由于原油内的大量游离气进入泵内，并随着活塞向上运动而膨胀，占据了活塞所让出来随着活塞向上运动而膨胀，占据了活塞所让出来的泵筒体积。的泵筒体积。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析3.泵受到气体影响井措施：泵受到气体影响井措施：定期放套管气，合理控制套压，减定期放套管气，合理控制套压，减少气体影响少气体影响对油气比很高的抽油井，在泵尾部对油气比很高的抽油井，在泵尾部装气锚装气锚调整防冲距，减少余隙容积调整防冲距，减少余隙容积调整参数调整参数加深泵挂，提高沉没压力加深泵挂，提高沉没压力提高对应井注水量提高对应井注水量 第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析4.4.油井结蜡对示功图

20、的影响油井结蜡对示功图的影响 由于石油中大都不同程度的含有蜡。当温度降低到蜡的初始结晶温度时，溶解在石油中的蜡就会凝析出来，粘附在油管、抽油杆、深井泵等井下设备上。油井结蜡可以增大光杆负荷，引起凡尔失灵或卡死凡尔，卡死活塞，堵死油管。由于结蜡部位的不同，影响的严重程度不同，现分为以下几种情况进行分析。凡尔结蜡；凡尔结蜡；油管和抽油杆结蜡油管和抽油杆结蜡第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析 由于游动凡尔和固定凡尔同时都受到结蜡影响，不能灵活的及时的开关，从而引起漏失；并且，由于油管内壁结蜡和抽油杆结蜡，增加了油流阻力。所以，当活塞上行时，光杆负荷增加，超过了最大理论值。下行时，光杆负荷不稳

21、定，在图上呈现出波浪起伏的变化。4.4.油井结蜡对示功图的影响油井结蜡对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析 措施：措施：加清蜡剂；热洗井清蜡，制定合理的清蜡周期.4.4.油井结蜡对示功图的影响油井结蜡对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析（1 1）游动阀漏失对示功图的影响游动阀漏失对示功图的影响 B B2 B1 C1 C B3 C2 C3 A D D1 D3 图1游动凡尔和活塞不严引起的漏失 该图是排出部分漏失时的理论示功图。当光杆离开该图是排出部分漏失时的理论示功图。当光杆离开A A点开始点开始上冲程上冲程时，活塞下面的液体压力随着抽油杆时，活塞下面的液

22、体压力随着抽油杆的伸长和活塞被提升而逐渐下降，活塞上下之间随的伸长和活塞被提升而逐渐下降，活塞上下之间随即产生压力差，使活塞上部的液体经排出部分的不即产生压力差，使活塞上部的液体经排出部分的不严密处而漏到活塞下面的工作筒内。严密处而漏到活塞下面的工作筒内。这种因漏失减这种因漏失减少光杆负荷的现象，称为少光杆负荷的现象，称为“顶托顶托”作用或作用或“顶托顶托”现象。现象。5 5、漏失对示功图的影响、漏失对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析5 5、漏失对示功图的影响、漏失对示功图的影响（2 2）固定阀漏失在示功图上的表现固定阀漏失在示功图上的表现图1是固定凡尔漏失不严重时的图形

23、图2是固定凡尔漏失严重时的图形 当光杆当光杆从上死点开始下行时从上死点开始下行时,固定凡尔关闭固定凡尔关闭,活塞活塞开始挤压泵筒中的液体开始挤压泵筒中的液体.当泵筒中的液体的压力超当泵筒中的液体的压力超过油套管环形空间液柱在凡尔座处形成的压力后过油套管环形空间液柱在凡尔座处形成的压力后,泵筒中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。泵筒中的液体就从吸入部分的不严密处漏入井中。下冲程下冲程，使使光杆减载。光杆减载。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析（3 3）吸入部分和排出部分都漏失时的示功图吸入部分和排出部分都漏失时的示功图 实测图中实测图中四个角变圆和上下负荷线与理论负四个角变圆和上下负

24、荷线与理论负荷线相当的特点荷线相当的特点看得很明显。看得很明显。5 5、漏失对示功图的影响、漏失对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析漏失措施：漏失措施：憋压憋压碰泵碰泵热洗井热洗井作业检泵作业检泵5 5、漏失对示功图的影响、漏失对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析6.6.抽油杆断脱时的示功图抽油杆断脱时的示功图 当抽油杆由于弹性疲劳、深井泵遇卡使抽油当抽油杆由于弹性疲劳、深井泵遇卡使抽油杆柱超过拉伸屈服极限等原因而断裂、或由于抽杆柱超过拉伸屈服极限等原因而断裂、或由于抽油杆之间未上紧而发生脱扣时，示功图将成为水油杆之间未上紧而发生脱扣时，示功图将成为水平

25、条带状。平条带状。此时，光杆的负荷，只决定于抽油杆柱断脱部此时，光杆的负荷，只决定于抽油杆柱断脱部位以上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷盒位以上杆柱在液体中的重量和它与液体、防喷盒等的摩擦阻力。而图形的位置取决于抽油杆断脱等的摩擦阻力。而图形的位置取决于抽油杆断脱的位置。断脱的位置越下，图形越接近最小理论的位置。断脱的位置越下，图形越接近最小理论负荷线，断脱的位置愈高图形越接近基线。负荷线，断脱的位置愈高图形越接近基线。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析6.6.抽油杆断脱时的示功图抽油杆断脱时的示功图措施措施:上作业；下光杆对扣；打捞光杆上作业；下光杆对扣；打捞光杆第三部分第三部分

26、生产状况分析生产状况分析7.7.油管漏失对示功图的影响油管漏失对示功图的影响 L 1 2 该图形和抽油机正常工作时的示功图基本相同。油该图形和抽油机正常工作时的示功图基本相同。油管漏失时必然出现：管漏失时必然出现：产液量下降、动液面升高产液量下降、动液面升高；在油井；在油井产液量不高的井，可通过井口产液量不高的井，可通过井口蹩压蹩压，观察井口压力的变，观察井口压力的变化来判断。化来判断。措施：措施：上作业检查更换油管第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析8.8.油井出砂对示功图的影响油井出砂对示功图的影响（1 1）活塞砂阻）活塞砂阻 对于油层出砂的井，细小的砂粒，将随着液体进入泵对于油层出

27、砂的井，细小的砂粒，将随着液体进入泵内，造成活塞在工作筒内遇阻内，造成活塞在工作筒内遇阻,使活塞在整个行程中增加了使活塞在整个行程中增加了一个附加阻力。上冲程时，附加助力使光杆负荷增加；下一个附加阻力。上冲程时，附加助力使光杆负荷增加；下冲程时，附加阻力使光杆负荷减少并且由于冲程时，附加阻力使光杆负荷减少并且由于砂子分布在泵砂子分布在泵筒内各处的多少不同筒内各处的多少不同，影响的大小不同，致使光杆负荷在，影响的大小不同，致使光杆负荷在很短的时间内发生很短的时间内发生多次急剧的变化多次急剧的变化。在这种情况下测出的。在这种情况下测出的示功图，其负荷线上呈现出不规则的示功图，其负荷线上呈现出不规则

28、的锯齿状尖峰锯齿状尖峰，且在连，且在连续测图时尖峰是移动的。但这时油井仍能出油。续测图时尖峰是移动的。但这时油井仍能出油。第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析油井出砂的措施：油井出砂的措施：泵上保护装置 采用防砂泵 洗井冲砂机械防砂和化学防砂8.8.油井出砂对示功图的影响油井出砂对示功图的影响第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析9 9、活塞遇卡时的示功图、活塞遇卡时的示功图 活塞卡在泵筒中部，在抽吸过程中柱塞无法移动，而只有抽油杆伸缩变形，形状与被卡位置有关。措施：套管掺热水；热水洗井；上下活动光杆解卡；上作业检泵第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析1010、泵活塞位置对示功图的影响、泵活塞位置对示功图的影响 活塞下冲程碰泵 管式泵活塞在泵筒内安装位置过低时测得的示功图。活塞在下死点时和固定凡尔罩相碰撞，悬点载荷急剧降低，紧接着活塞又开始上行，在示功图的左下角形成一个不规则的环状尾巴。下死点下死点P P光光S S光光O O上死点上死点第三部分第三部分 生产状况分析生产状况分析