井下油水分离系统设计及参数敏感性分析

第２９卷第３期２００７年６月

石油钻采工艺

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摘要：华北油田第四采油厂部分油井沉没度超过１００ｍ，而泵效却较低，只有２０％。为了提高这部分油井泵效，对泵效影响因素进行分析，发现了气蚀效应对泵效的影响。通过计算重新确定了固定阀球最佳跳动高度，其移动距离由传统的４５ｍｍ降低为１２ｍｍ，减少了原油中的溶解气逸出和气蚀的影响，解决了阀球运动距离较大导致阀来不及关闭、原油漏失率大的问题。现场应用中改进泵的固定阀罩后，油井平均泵效提高了１８％，证明固定阀球跳动高度改为１２ｍｍ后能有效提高油井泵效。

关键词：抽油泵；气蚀效应；固定阀；跳动高度；泵效

中图分类号：ＴＥ９３３．３文献标识码：Ａ

抽油泵是有杆泵采油系统的三大设备之一，泵效是衡量油田开发水平和管理水平的重要指标。华北油田第四采油厂有采油井５６１口，开井４２８口，全部采用有杆泵采油方式。２００５年初对全厂泵效进行统计，平均泵效３７．６％，其中泵径为３８ｍｍ油井１０２口，泵效只有２５．３６％。

通过分析这部分井日产液量低，功图显示供液不足。但统计数据显示平均动液面为１２８３ｍ，平均沉没度超过２００ｍ。从理论上分析，当从固定阀座开始向上液体的高度达到７ｍ时，就能克服流体进泵的沿程阻力损失，达到１００％的泵效，而实际上却并非如此。笔者从影响泵效的因素人手，找到造成这种现象的原因。

ｌ影响泵效的因素

影响泵效的因素有很多，如冲程损失、泵漏等。一般认为对于一特定油井在泵况正常的情况下，泵效主要受气体和固定阀关闭迟缓的影响。

１．１气体影响

游离气：抽油井深井泵筒内压力常会低于原油饱和压力，抽汲时气液两相同时进泵，气体占据部分泵筒的容积而使泵效降低。

溶解气：活塞上行，油、气、水三相进泵过程中会产生Ａ、Ｂ、Ｃ等３个低压区（图１）。导致原油中的溶解气在此进行分离，最终会在Ｂ、ｃ区形成２个低压区，使气体能够充分和原油分离。

图ｌ溶解气影响下抽油泵工作示意图

以京２８８井为例，分析气体对泵效的影响。在油藏条件下，其原油的溶解油气比为４５标ｍ３／ｍ３，泵径ｒ＝４４ｍｍ，冲程ｓ＝４．０ｍ，冲次凡＝５．０次／ｍｉｎ；原油含水为７０％，泵效为４５％。２００５年１月测得泵的沉没度为４３５ｍ，泵效为４５％。泵挂深处流体的温度为７２℃。

当活塞上行时，进泵原油的体积‰为

ｙ油＝１Ｔ，．２Ｚ×４５％×（１—７０％）＝０．１３５１ｒｒ２Ｚ

（１）进泵原油在泵的沉没度条件下能分离出的气体体积‰标为

瞻标＝４５×ｏ．１３５竹ｒ２ｆ＝６．０７５１Ｔｒ２ｆ（２）根据克拉伯龙方程知，％标在泵腔的气体体积为％腔

作者简介：吴刚，１９６５年生。１９８９年毕业于大庆石油学院石油地质专业，２００１年获石油大学油气田开发专业硕士学位，现为采油工艺研　万方数据

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