杜林輝 丁 磊 田 景 李安國(guó) 陳福灣

（中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司塔河采油二廠，新疆輪臺(tái) 841604）

1 電潛泵井液面測(cè)試現(xiàn)狀

1.1 動(dòng)液面監(jiān)測(cè)現(xiàn)狀

塔河油田采油二廠現(xiàn)有76口電泵井，進(jìn)行過(guò)動(dòng)液面監(jiān)測(cè)的井僅26口，未監(jiān)測(cè)井達(dá)50口。在26口監(jiān)測(cè)過(guò)動(dòng)液面井中，監(jiān)測(cè)后有動(dòng)液面數(shù)據(jù)的井有7口，占監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)的27%，未監(jiān)測(cè)出動(dòng)液面數(shù)據(jù)的井達(dá)19口，占監(jiān)測(cè)井?dāng)?shù)的73%?？傮w上塔河油田采油二廠電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)覆蓋率僅27%，監(jiān)測(cè)有效率更低于10%。

導(dǎo)致電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)覆蓋率及有效率低的原因主要有以下兩個(gè)。

一是電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)存在過(guò)載停機(jī)及躺井風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)覆蓋率低。電泵井未監(jiān)測(cè)動(dòng)液面主要原因：（1）因油稠、產(chǎn)量高，電泵正常生產(chǎn)運(yùn)行電流較高，停摻稀測(cè)動(dòng)液面存在過(guò)載停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)；（2）因注水、間開或長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)導(dǎo)致電泵井無(wú)絕緣或絕緣值過(guò)低，停摻稀測(cè)動(dòng)液面存在較大的躺井風(fēng)險(xiǎn)。

二是大量電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)不出，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)有效率低。主要原因：（1）因油稠?yè)较〗叼どa(chǎn)，油套環(huán)空存在較長(zhǎng)的泡沫段，對(duì)聲波能量有較大吸收，導(dǎo)致液面監(jiān)測(cè)不出；（2）套壓為負(fù)壓的井的油套環(huán)空介質(zhì)聲波傳播能力較弱，造成液面測(cè)試不出［1］。

1.2 監(jiān)測(cè)存在的問(wèn)題

（1）電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)費(fèi)用高。以塔河油田采油二廠現(xiàn)有76口電泵井、單井次液面監(jiān)測(cè)400元、每月監(jiān)測(cè)一次動(dòng)液面計(jì)算，全年動(dòng)液面監(jiān)測(cè)費(fèi)用達(dá)364800元。

（2）電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)大。動(dòng)液面監(jiān)測(cè)需停摻稀，電泵井停摻稀后存在電流升高、過(guò)載甚至躺井風(fēng)險(xiǎn)，需加大摻稀量，嚴(yán)重浪費(fèi)稀油、影響產(chǎn)量，提高了采油成本。

（3）電泵井動(dòng)液面監(jiān)測(cè)覆蓋率、有效率低。受塔河油田油稠?yè)较∩a(chǎn)特殊采油工藝限制，動(dòng)液面監(jiān)測(cè)覆蓋率低，僅達(dá)27%，監(jiān)測(cè)有效率低于10%。

電泵井動(dòng)液面數(shù)據(jù)少，無(wú)法為電泵井的工況診斷、合理工作制度的調(diào)整及下步工藝措施提供有力依據(jù)，嚴(yán)重制約油田的開發(fā)生產(chǎn)。

2 電泵井憋壓計(jì)算動(dòng)液面方法及其應(yīng)用

2.1 憋壓計(jì)算動(dòng)液面方法

理論公式表明，對(duì)于同一臺(tái)泵，其排量、揚(yáng)程、功率參數(shù)隨轉(zhuǎn)速變化而變化，排量與轉(zhuǎn)速是一次方關(guān)系，揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速是平方關(guān)系，功率與轉(zhuǎn)速是三次方關(guān)系［2］。而轉(zhuǎn)速由電泵井的生產(chǎn)頻率決定，且與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，可得

電泵井的總動(dòng)壓頭［3］

電泵井動(dòng)液面計(jì)算式

由式（1）、（2）、（3）推導(dǎo)可得

P0可通過(guò)電泵井現(xiàn)場(chǎng)憋壓方法求得，再忽略摩阻損失可得

由式（5）即可求得電泵井的動(dòng)液面［4］。

2.2 憋壓計(jì)算動(dòng)液面與測(cè)試結(jié)果對(duì)比

一般地，實(shí)際生產(chǎn)中用監(jiān)測(cè)動(dòng)液面代表油井真實(shí)動(dòng)液面，而用式（5）計(jì)算動(dòng)液面未考慮油管液體密度、黏度、摩擦阻力損失及氣體影響，因此，引入a、b兩個(gè)系數(shù)，用監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)y=ax+b來(lái)校正計(jì)算動(dòng)液面［5］。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)憋壓法計(jì)算動(dòng)液面與監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)擬合（圖1），得出，y=1.0073x?28.2468，R2=0.9954；式中，a=1.0073，b=28.2468，其中a、b代表油管液體密度、黏度、摩擦阻力損失及氣體對(duì)計(jì)算動(dòng)液面的綜合影響。

圖1 計(jì)算動(dòng)液面與監(jiān)測(cè)動(dòng)液面擬合關(guān)系

通過(guò)對(duì)41個(gè)計(jì)算動(dòng)液面與16個(gè)監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)：

（1）同一口井憋壓時(shí)，隨著頻率的提升，計(jì)算動(dòng)液面數(shù)據(jù)逐漸增大。分析認(rèn)為，受頻率增加、泵排量加大，油管中液體流速加快，摩阻損失加大導(dǎo)致［6］。

（2）計(jì)算動(dòng)液面與監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)誤差范圍在±100 m內(nèi)，68.3%分布在±50 m范圍內(nèi)，因此，生產(chǎn)中電泵井完全可以用憋壓法計(jì)算動(dòng)液面代替監(jiān)測(cè)動(dòng)液面，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。

2.3 憋壓法計(jì)算液面在生產(chǎn)中的應(yīng)用

2.3.1 根據(jù)憋壓法計(jì)算動(dòng)液面、結(jié)合地質(zhì)情況上調(diào)頻率提液 通過(guò)憋壓法計(jì)算動(dòng)液面，對(duì)前期低壓測(cè)試未能監(jiān)測(cè)出動(dòng)液面、有一定供液能力、且地質(zhì)情況允許的井進(jìn)行上調(diào)頻率提液措施，累計(jì)實(shí)驗(yàn)5井次，日增油能力達(dá)29.8 t（表1）。

表1 憋壓法計(jì)算動(dòng)液面應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)

2.3.2 計(jì)算動(dòng)液面與監(jiān)測(cè)動(dòng)液面結(jié)合，診斷電泵井工況 現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，通過(guò)憋壓法計(jì)算出油井動(dòng)液面，再結(jié)合低壓測(cè)試監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)，參考油井生產(chǎn)頻率、電壓、電流等數(shù)據(jù)，對(duì)電泵井工況進(jìn)行診斷，并對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行提前預(yù)警，指導(dǎo)后期的生產(chǎn)及異常處理。

TH10334井為QYDB-120/3500電泵井，2008年11月19日入井，泵掛深度3503.06 m，連續(xù)生產(chǎn)528 d至2010年4月30日，因環(huán)境溫度過(guò)高停機(jī)，清灰處理期間低壓測(cè)試監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)1950 m，啟泵后47 Hz生產(chǎn)最高憋壓至4.5 MPa（按監(jiān)測(cè)動(dòng)液面數(shù)據(jù)理論，憋壓可憋至11.0 MPa），計(jì)算動(dòng)液面為2531 m，在結(jié)合該井高頻（47 Hz）、低電流（23 A）運(yùn)行特征，判斷該井泵軸、葉輪可能磨損嚴(yán)重，存在斷軸風(fēng)險(xiǎn)。2010年5月11日，該井欠載停機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)啟泵后上調(diào)頻率電流下降，結(jié)合前期預(yù)警判斷為軸斷，直接上修檢泵，省去了異常處理時(shí)間，節(jié)約了稀油用量。

3 結(jié)論

（1）生產(chǎn)中，電泵井完全可以用憋壓法計(jì)算動(dòng)液面代替監(jiān)測(cè)動(dòng)液面，操作簡(jiǎn)便，數(shù)據(jù)較可靠，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。

（2）電泵井憋壓法可以降低電泵井躺井風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約測(cè)試費(fèi)用，同時(shí)提高動(dòng)液面測(cè)試覆蓋率、有效率（可達(dá)100%），能更好地指導(dǎo)油井后期開發(fā)生產(chǎn)。

（3）應(yīng)用憋壓法計(jì)算動(dòng)液面數(shù)據(jù)，結(jié)合油井地質(zhì)情況及生產(chǎn)參數(shù)，進(jìn)行提液措施及工況診斷，可以取得較好的效果。

符號(hào)說(shuō)明：

Ft為油管摩阻損失壓頭，m；H為電泵井實(shí)際生產(chǎn)頻率下的揚(yáng)程，即總動(dòng)壓頭，m；HP為電泵井的泵掛深度，m；H'為電泵井的額定揚(yáng)程，m；Hd為電泵井動(dòng)液面，m；n為電泵井的實(shí)際生產(chǎn)頻率，Hz；n'為電泵井的額定頻率，Hz；P0為電泵井實(shí)際生產(chǎn)頻率下的最大油壓折算壓頭，m；P為泵吸入口壓力（即沉沒度）折算壓頭，m。

［1］ 采油測(cè)試計(jì)量手冊(cè)編寫組.采油測(cè)試計(jì)量手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1984.

［2］ 李穎川.采油工程［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2002.

［3］ 張琪.采油工藝原理與設(shè)計(jì)［M］.山東東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，2000.

［4］ 邵永實(shí)，師世剛，劉軍.潛油電泵技術(shù)服務(wù)手冊(cè)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004.

［5］ 國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì). SY/T 6599—2004潛油電泵離心泵實(shí)驗(yàn)推薦做法［S］.

［6］ 鄢艷.變頻驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)電潛泵效率的影響［J］.國(guó)外石油機(jī)械，1996，7（3）：36-40.