抽油井异常状况的诊断和管理.docx
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抽油井异常状况的诊断和管理
抽油井异常状况的诊断和管理
一、异常井管理
（1）异常井。
异常井是指油井的生产参数发生了异常变化，液量增减幅度大30%或含水波动大于20%的油井。
（2）异常井管理。
加强异常井管理，及时对异常井进行分析和诊断，为合理调整异常井工作制度及其他措施的实施提供依据。
（3）异常井管理法。
异常井管理法具有信息化、精细化、制度化、规范化等特点。
充分发挥信息技术优势，首先建立高效网上信息平台，通过异常井预警、分析、跟踪、重点井和措施井的跟踪，建立了一套完整的异常井诊断、分析、处理、跟踪系统，能够快捷、准确、精细地发现和判断异常井。
针对异常井的发现、诊断、处理、跟踪、信息沟通、资源共享等方面的工作，不断摸索，探索出区块油藏的异常管理法，形成了一套异常井管理体系。
二、憋压曲线诊断
井口憋压时，关回油阀门，然后憋压，每隔固定时间记录关阀门后油压随时间的变化值。
开始憋压时，记录每个冲程中上下冲程的压力值，直至憋压到2.5-3.0MPa，停抽稳压（低产井憋压至2.0-2.5MPa），然后根据该井实际情况确定几个冲程作为描点时间。
憋压最大值一般不超过4.0MPa，稳压5分钟左右，这时的数值比较可靠，不渗不漏，一般压力上升到2.5MPa以上时，上升速度迅速增加，这时要及时停抽，稳压后及时卸压，恢复正常生产。
根据我们现场绘制的曲线资料进行总结，可分为六种典型曲线。
2.1正常型
（1）正常型Ⅰ。
见图1。
这种曲线开始憋压时比较平缓，这是因为压力低时，分离出气体多，而气体又易于压缩的缘故。
待停抽稳压时，压力又略有上升。
以X1井为例，该井是以3个冲程作为一个描点时间单位，油压0.4MPa，从开始憋压到第25个冲程压力上升到3.0MPa，停抽稳压5分钟压力降到2.9MPa，泵效较好。
所以现场可根据憋压曲线是否具有这种特征来判断该井的油气比相对大小。
（2）正常型Ⅱ。
见图2。
这种曲线变化趋势较陡急。
“陡”的程度取决于该井的泵径和冲程大小，并且稳压后不降压，现场大部分生产井的憋压曲线属于这种类型。
（3）正常型Ⅲ。
见图3。
这种曲线开始憋压后，上下冲程压力就开始波动，而且随压力的升高波动幅度越来越小，最后趋于稳定。
分析认为，具有这种曲线特点的井或是固定凡尔轻微漏失造成，或是因为供液不足或气体影响而造成的泵充满程度低形成。
2.2漏失型
（1）漏失型Ⅰ。
见图4。
这种曲线是因为泵的凡尔严重漏失造成的，其上下冲程压力始终波动，停抽后压力稳定在油压值。
（2）漏失型Ⅱ。
见图5。
这种曲线是因为抽油杆断脱造成，井口憋泵现象是不起压。
2010年8月X2井出现了这种现象，后经作业施工验证，发现第63根抽油杆磨断，和分析结果相同。
（3）漏失型Ⅲ。
见图6。
停抽稳压后，压力最后降到油压值，这是油管漏失造成。
2010年9月X3井出现了这种现象，后经作业施工，发现是因为油管丝扣磨漏造成。
根据现场绘制的油井憋压曲线形状，可直接发现抽油泵和油管漏失问题。
如X4井在2010年8月20日上午，管井工人巡井时发现生产异常，汇报后，技术员立即进行憋泵操作，绘制出的憋泵曲线，与图5相同，初步判断该井杆断，同时立刻通过测示功图、动液面进行核实，经作业验证起出后，原井杆柱第120根杆断。
三、异常井诊断与管理
3.1异常井管理工作流程
巡检班巡检、计量、憋泵一校产一憋泵、示功图、电流一综合分析结果反馈一热洗试管柱一控制套压一加密计量一异常井处理一写措施一改工作制度。
3.2发现异常井后将综合分析结果进行分类，采取相应措施
对于产量下降的井，通过对比分析抽油井的正常和异常生产情况，采用多种诊断措施，对比功图变化、压力变化、负荷变化、电流变化、现场憋泵情况，找出发生异常的原因，并进行及时的处理和恢复。
从正常井测试的功图液面中发现抽油井出现了异常情况，及时与有关岗位联系进行校产、诊断、整改，从而有效地减少了单井产量的损失。
见图7。
图7
（1）供液不足井管理。
针对供液不足井通过关井恢复液面，摸索工作制度，确定开关井时间，同时向地质研究所反映，建议调整合理的工作制度或改变注水方式。
（2）凡尔漏失井的管理。
针对凡尔漏失的井，在产量发生变化后及时测试功图及液面，与生产正常时所测功图进行对比，结合现场憋泵的压力变化情况，判断是固定凡尔漏失还是游动凡尔漏失。
如果是固定凡尔漏失，采取正常的热洗方式进行大排量热洗，游动凡尔漏失则采取热洗完后反复憋压快速打开生产闸门冲洗凡尔的方法，产量得到及时恢复，避免了检泵作业。
（3）油管漏失井的管理。
如果油管的螺纹连接不紧密，或是油管受磨损，腐蚀而产生裂缝和孔洞，使油管内液体漏回井中。
对于产量下降幅度较大甚至不出，功图测试后，与正常功图对比上负荷下降明显，液面上升较大，现场憋泵无压力变化，油管漏失直接交措施检泵。
（4）抽油杆断脱井的管理。
抽油杆断脱后，光杆负荷大发的减轻，它只等于上部一段悬空的抽油杆柱在液体中的重力，抽油井计量不出，憋泵不起，深没度上升，上下电流变化也大，抽油杆断脱的井，只能检泵措施来维持生产。
（5）砂埋油层的管理。
因为油层胶结疏松，生产压差过大，压裂后上抽，修井措施不当等，都可以在生产过程中引起油井出砂。
细小砂粒，随着油流进入泵筒，轻则增加抽油阻力，磨损抽油设备，引起阀失灵；重则卡死阀，卡死活塞，迫使油井停产。
（6）结蜡井管理。
油井结蜡可使固定阀卡死，可使固定阀和游动阀不灵，甚至堵塞油管通道。
某油田大多为低渗油藏，“三低”井较多，油井出蜡严重，一定程度上制约了油井的正常生产。
在此基础上，从强化基础管理、精细管理入手，对所有结蜡热洗油井加强井况跟踪、深入热洗效果分析，密切关注油井功图变化和电流监控，及时采取相应调整措施，确保了油井的正常生产。
（7）气体对示功图的影响。
气体进入到泵内，就使得液体只能部分地充满泵筒，而降低了泵排量。
严重时发生“气锁”，使泵临时停止排油。
四、结束语
发现油井产量下降时应加密计量，避免油井因间隙出油而造成产量下降的假象，减少不必要的浪费。
功图及液面分析应与现场憋泵情况相结合。
油井突然不出或产量下滑幅度较大，现场憋泵无反映，功图测试负荷下降的井应考虑断脱的可能性。
对于产量下降，功图测试正常，液面上升，现场憋泵无反映的井，应考虑管柱漏失的可能。
检泵作业发现异常情况后，根据情况应及时变更措施设计或清蜡制度。
憋压曲线作为抽油机示功图的补充，更能及时发现油井出现的断脱、管漏等问题，为检泵或上其它措施赢得时间，减少产量损失。
发现诊断抽油机井问题与故障的方法
二、发现诊断抽油机井问题与故障的方法
及早发现抽油机井问题与故障的方法有：
电流法、产液量法、示功图法、液面法。
准确诊断抽油机井是否存在问题以及问题性质、所用的方法有：
示功图法、液面法、憋压法；查上下电流数据的变化，分析抽油机载荷变化状况；查井口产液量的变化，分析油井生产正常与否；查示功图的载荷变化，分析泵的工作状况是否正常；查液面的变化，分析供液情况的好坏；查憋压的高低，分析泵、管的漏失情况。
抽油机井的任何一项动态资料与其他生产数据都相互关联，只要一个资料发生了一定的变化，与其有关联的生产数据也应该发生变化，这是机械采油井的生产规律。
我们就应用这个规律对生产数据综合起来进行分析、诊断，找出问题的所在。
在诊断、分析抽油机井的问题与故障时，不能违背了油井生产的自然规律。
不论你是用什么分析方法，必须在综合分析各项生产数据发生变化的基础上进行。
本章通过具体实例，叙述在日常的生产数据当中如何及早发现抽油机井的问题，并采取有效手段诊断、分析，制定合理的处理措施。
第一节 分析电流变化，能及早发现抽油机井出现的问题
机械采油是用电能转换为机械能，通过电动机旋转带动抽油机的驴头、抽油杆和抽油泵作上下往复运动将井下的液体排出到地面。
在能量转换的过程中，电动机电流的大小直接反映出抽油机负荷的大小。
正常生产井在生产时抽油机的负荷是相对稳定的，电动机的电流也是相对稳定的。
只有在机、杆、泵以及井下管柱出现故障或问题时，抽油机的负荷才会发生变化，电动机的电流也随之变化。
我们通过录取、观察抽油机井的上下电流变化，就能及早地发现抽油机井是否出现问题，再及时进行综合诊断、分析问题所在，尽快采取措施处理好抽油机井故障，恢复油井的正常生产。
目前，抽油机井录取资料规定：
正常抽油机井，每天要求测量一次上下电流；油井产液量每10~15天计量一次；液面、示功图每月测试一次。
这样，能够及早发现抽油机井问题的就是每天录取的电流数据。
当然，还要认真地观察、分析电流数据的变化，根据变化再去检查、分析其他生产数据的变化，才能准确地诊断出抽油机井是否存在故障或问题。
因此，电流分析法是及早发现抽油机井故障、问题的最有效的方法。
实例四十 抽油杆断脱会引发上电流突然下降
正常生产的抽油机井一般是上电流大于下电流，而且要求上、下电流的平衡率应不小于85%。
抽油机井正常生产时，每天上下电流数据的变化应是相对稳定的。
当上、下电流突然发生变化就说明抽油机井出现了某种问题。
1. 问题出现
在录取一口抽油机井的电流资料时发现电流变化比较大，上电流出现明显下降，下电流上升。
具体变化见数据表所示
时间
产液
产油
含水
液面
示功图
电流
冲程
冲次
泵径
上
下
3月31日以前
97
11
88.3
315.6
正常
57
49
3
9
70
4月1日
97
11
88.3
35
66
3
9
70
4月2日
11
1
92.4
33
67
3
9
70
4月4日
9
1
94.6
杆断脱
32
69
3
9
70
4月6日
关井
3
9
70
注：
泵下入深度795.7m
从生产数据表中看出，该井采用70mm的抽油泵生产，冲次为9次/min，冲程为3。
在3月31日以前生产正常，产液量为97t/d，产油量11t/d，含水率88.3%，液面深度315.6m，上、下电流分别在57A、49A左右变化不大，各项生产数据是比较稳定的。
但在4月1日这天录取抽油机的电流时，发现上下电流出现了较大变化，上电流为35A、下电流为66A，与正常时分别下降、上升了22A、17A。
上电流降、下电流升，说明抽油机的井下负荷突然减小。
因为没有到量油日期，其他生产数据仍都使用，所以没有变化。
发现电流变化的第二天立刻安排量油，结果发现产液量为11t/d，比正常时下降了86t/d，大幅下降；产油量为1t/d，下降了10t/d；含水率92.4%，上升了4.1个百分点。
后又核实两天，产液量仍然较低。
为进一步落实问题，又安排了示功图测试验证，发现示功图也明显减小，图形基本是一条线，如图所示。
2. 诊断结果
抽油杆在底部断脱。
3. 原因分析
抽油机生产正常时驴头的最大载荷主要来自两个方面：
一个是抽油杆自重；另一个是液体的重量。
当抽油杆断脱后，驴头的载荷只有剩余杆的自重，明显减小。
当抽油杆上行程时因为井下一端负荷小，靠平衡块的重量即可将驴头拉起，电机作功小电流下降；当抽油杆下行程时因为井下一端的负荷小，平衡块将要靠电机的作功来举升上去，电机作功大电流上升。
所以，抽油杆断脱后电机的上电流会突然下降，下电流上升。
断脱的部位越是靠上，电流的变化值就会越大。
通过上下电流变化及早发现抽油机井问题是目前生产管理中最在效的方法。
因为，抽油机的电流数据每天都要录取，而且方法简单、方便。
当电流出现变化，应立即录取其他相关数据，以便快速查明问题落实原因，采取措施。
如果不通过电流变化发现问题，而是通过液量、示功图、液面出现变化再去发现、分析、诊断往往要耽误很长时间，这样既影响了产量，又浪费了能源。
另外，脱节器脱落、油管断脱与抽油井杆在底部断脱在生产数据的变化上很相似的，上下电流的变化也基本一样。
当脱节器脱开时就相当于抽油杆在底部断脱，泵的柱塞不做上下往复运动，泵就失去抽油作用。
而油管断脱，如果是大泵脱节器就会脱开，柱塞与泵筒会随着油管掉到井底；如果是小泵，泵筒掉到井底，油管里只有杆和柱塞。
不论是大泵还是小泵都失去抽油作用，所以，当脱节器脱落、油管断脱，抽油机的载荷就剩杆的自重，与抽油杆断脱的情况基本一样。
这样，电流的变化，实测示功图的图形也基本是一样的。
如图2-2、2-3所示就是另外两口井经过作业施工证实油管断脱、脱节器脱落的示功图，与图2-1的示功图非常近似。
4. 下步措施
1）分析、诊断抽油杆断脱：
示功图显示载荷越小，说明抽油杆断脱的部位越浅。
如果是浅部断脱，可以通过本单位中吊车等设备进行打捞，更换新抽油杆即可恢复生产。
2）分析、诊断抽油杆断脱，示功图显示载荷较大，说明抽油杆断脱部位较深，就需要专业队伍、设备进行处理。
实例四十一 井筒结蜡会使电流逐渐增大
抽油机井在采油过程中，电流的变化有突发性的，也有逐渐变化的。
突发性的是抽油机井突然出现了问题，比较容易发现；渐变性的是抽油机井生产状况逐渐变差，这种逐渐变差的问题往往会被人们忽略。
因为，电流在逐渐变化的同时，其他生产数据也是逐渐发生变化，如产液量、液面等。
在这种情况下，判断抽油井生产是否正常可以通过多项前后期的生产数据对比即可发现。
当抽油机井生产逐渐变差时，上、下电流也在逐渐发生变化。
抽油井逐渐出现的问题，主要是结蜡、机械磨损产生的漏失、管线结垢等。
1. 问题出现
在生产现场，我们就遇到这样一口抽油井。
每天进行对比时，生产数据变化不大就认为生产正常。
但经过较长时间后再对比前后生产数据，发现电流、液量都出现了较大的变化，这些变化是逐渐显现的，具体变化情况见表所示。
时间
产液
产油
含水
液面
示功图
电流
冲程
冲次
泵径
上
下
3月31日
45
6
85.8
534.2
正常
40
38
3
6
56
4月15日
46
6
86.5
41
39
3
6
56
4月30日
44
6
85.9
465.1
正常
43
41
3
6
56
5月15日
44
6
86.4
44
43
3
6
56
5月31日
43
6
87.3
401.7
正常
47
45
3
6
56
6月15日
40
5
87.7
49
46
3
6
56
6月30日
39
5
88
327.4
正常
50
47
3
6
56
7月15日
36
4
88.4
52
49
3
6
56
7月31日
35
4
88.5
246.3
蜡影响
53
49
3
6
56
8月15日
32
4
89
55
51
3
6
56
注：
泵下入深度927.3m
从这个生产数据表中可以看出，这口抽油机井的生产数据逐渐在发生变化。
我们通过前后时间的数据对比，产液量由45t/d下降到32t/d，下降了13t/d；产油量由6t/d下降到4t/d，下降了2t/d；含水率由85.8%上升到89%，上升了3.2个百分点；液面由534.2m上升到246.3m，上升了287.9m；示功图解释泵况为正常，但载荷在逐渐增大；上、下电流分别升到55A、51A，分别上升了15A、13A。
为查清抽油机井生产是否有问题除对比了生产数据外我们还比较了前后测试的示功图并连续比较，查看泵的工作状况。
实测示功图如图2-4所示。
2. 诊断结果
通过对比，电流逐渐增大、示功图的图形逐渐增大，是典型的结蜡影响。
该井的蜡影响早在5月份示功图就已有显示，而且电流也出现较大变化，只是产液量变化不大而没有引起注意，导致蜡影响加剧。
3. 原因分析
因为，抽油机井结蜡会使抽油杆在上下运动时阻力增大。
当抽油杆上行程时，井筒结蜡会使抽油杆摩擦阻力增大，同时因为管径变小，液流流速增加，阻力增大，抽油机上负荷增加，电机电流增大；当抽油杆下行程时，井筒结蜡同样会使抽油杆的摩擦阻力增大，因为摩擦力的作用部分抵消了抽油杆向下运动的重力，井下负荷减小，这样就要靠电动机将抽油机的平衡块举升上去，电动机的负荷增加，电流就会增大。
所以，当抽油机井结蜡会使上下电流不同程度地增加，而且示功图的上下载荷线也会增大和减小，使示功图变得“胖”起来。
因为抽油机井结蜡是个渐变过程，不会突然发生，所以电机电流也是逐渐变化增大的。
4. 下步措施
1）立刻进行热洗化蜡，减小抽油杆因结蜡造成的摩擦阻力。
2）合理制定抽油井的热洗周期，减少蜡影响生产。
实例四十二 出油管线堵会导致抽油机上电流升，下电流降
抽油机的上电流上升，说明在上行程时阻力增大，井下负荷增大；而下电流降，说明在下行程时井口对井下回压增大，井下负荷增加。
虽然这种情况比较少见，现场仍有这种情况发生。
1. 问题出现
这是一口新投产不久的抽油机井。
在投产初期生产正常，不久生产数据就出现了较大的变化。
首先是发现上下电流出现变化，再核实产液量时出现明显下降。
具体变化见表所示。
时间
产液
产油
含水
油压
套压
电流
备注
上
下
5月5日
56
6
89.2
0.21
0.6
23
20
5日投产
5月15日
45
6
87.3
0.2
0.3
22
19
5月16日
45
6
87.3
0.35
0.55
27
17
量油、取样
5月17日
21
2
89.5
0.37
0.6
28
16
量油、取样
5月18日
23
3
88.7
0.36
0.6
29
16
处理地面管线、量油
5月19日
51
6
88.7
0.21
0.35
23
20
注：
泵下入深度879.6m
从该井日生产数据表中可以看出，这口抽油机井是在5月5日投产的新井，泵径为56mm、冲程3m、冲次6次/min。
投产初期产液量56t/d，产油量6t/d，含水率89.2%，油压0.21MPa，套压0.6MPa，上下电流分别是23A、20A，生产正常。
但在投产不久，发现这口井的上电流突然由22A上升到27A，下电流由19A下降到17A，上电流升、下电流稍下降。
是什么原因导致了上电流上升，针对这一问题对其他生产数据进行全面核实。
这时，发现油压由0.2MPa上升到0.35MPa；套压由0.3MPa上升到0.6MPa，套管放气阀的定压值为0.65MPa；产液量由45t/d下降到21t/d；产油量由6t/d下降到2t/d；含水率由87.3%上升到89.5%，上升了2.2个百分点。
在落实资料的同时还进行了憋泵，检查泵、管的漏失情况。
具体憋泵数据见表所示
时间min
正常油压
1
5
10
停机10
油压（MPa）
0.35
1.7
2.65
3.1
3.0
从憋泵数据看油压上升比较快，憋泵10min油压由0.35MPa上升到3.1MPa，上升了2.75MPa，达到憋泵要求，说明抽油泵的排液效率比较好。
停机10min压力不降，说明管柱没有漏失。
对核实的生产数据进行分析认为：
憋压时油压上升快，说明泵的工作正常；套压长，是供液能力正常；产液量下降，油流阻力增大使泵的效率下降；上电流上升，抽油机上行程阻力增大；下电流降，是油压上升对井下回压加大使井下负荷增加。
2. 诊断结果
井口出油管线堵，油流阻力大使抽油机上电流升，下电流降。
在对这口井的流程进行分段检查时，发现出油管线在地下弯管处有焊渣、毛毡之类的杂物堵塞了管道，使管径缩小影响了油井出油。
处理后开井，产液量、电流、压力又恢复正常。
3. 原因分析
地面管线堵塞就相当于在出油管线上装了油嘴，限制了流量，液体流动阻力增大。
因为液体在出油管线受阻，流速降低，井口油压就会上升，产液量下降。
不抽油机上行程时要克服增大的液体流动阻力，载荷增加电流上升；当下行程时增加的井口油压增大了对井底的回压，井下载荷增大电流降。
泵效下降使油井的沉没度上升，套压随之上升。
结蜡、结垢都会堵塞地面出油管线，使抽油机的上电流上升，油压、套压上升，产液量下降。
因为结蜡或结垢都是逐渐形成的，因此抽油井的生产数据也是逐渐变化的。
4. 下步措施
1）如果是杂物堵塞，应分段查找，及时清除。
2）对于地面管线结蜡，应及时用热水冲洗进行解堵。
3）对于地面管线结垢，应进行酸洗或更换管线。
实例四十三 间歇出油井，电流会随之波动
因为射开的油层条件差、压力低、脱气严重形成油井间歇出油，反映在抽油井泵况上就是供液不足。
这类抽油机井的上、下电流来回波动，资料数据变化较大。
此类情况多于油水过渡带的抽油井。
1. 问题出现
有一口近渡带的抽油井，上下电流经常出现忽升忽降，但原因不明。
具体变化情况见数据统计表所示
时间
产液
产油
含水
液面
示功图
电流
冲程
冲次
泵径
上
下
5月31日
36
4
88.6
941.3
气体影响
35
31
3
8
56
6月5日
36
4
88.6
21
19
3
8
56
6月10日
12
2
86.3
1021.4
供液不足
20
18
3
8
56
6月15日
12
2
86.3
33
30
3
8
56
6月20日
38
4
89.1
36
32
3
8
56
6月30日
15
2
85.2
24
21
3
8
56
注：
泵下入深度1121.8m
从该井的生产数据表可以看出，产液量、上下电流变化是比较大的。
该井采用56mm抽油泵生产，冲次为8次/min，冲程为3m。
正常时，产液量36t/d,产油量4t/d，含水率88.6%，上下电流分别是35A、31A，液面深度是941.3m，示功图显示泵况为气体影响。
过几天，发现上下电流同时下降，但因为没到量油周期就沿用以前的数据，产液量没有变化。
当第二天量油时发现液量下降，产液量12t/d，下降了24t/d；产油量为2t/d，下降了2t/d；含水率为86.3%，下降了2.3%；上下电流分别是20A、18A。
为落实产液量、电流下降原因，立即安排了测试液面、示功图验证。
液面深度为1021.4m，下降了79.9m；泵况为供液不足（见图2-5所示）
为进一步验证泵况是否正常，又对其进行了憋泵操作。
具体憋泵数据见表2-6所示。
时间min
正常油压
1
5
15
30
停机10
油压（MPa）
0.2
0.4
0.7
1.0
1.3
1.3
从憋泵数据表中可以看出油压上升缓慢，憋泵30min油压由0.2MPa上升到1.3MPa，上升了1.1MPa，泵的排液效率低。
当停机10min压力不降，说明泵、管没有漏失情况。
在生产一段时间后，发现电流又恢复到原来状态。
上、下电流分别是33A、30A。
这时，又立即进行产量核实，产液量38t/d，产油量为4t/d，含水率为89.1%，也恢复原来状态。
但过一段时间，电流又出现上次同样情况的波动。
2.
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