机抽井功图液面监试测及资料分析.ppt

机抽井示功图机抽井示功图动液面监测技术及资料分析动液面监测技术及资料分析 前言 l 机抽井的示功图、动液面测试是油气田勘探开发中一项重要的经常性的工作l 示功图测试---是了解抽油井机、杆、泵工作状况的主要手段l 动液面测试---是了解抽油井的供液能力,掌握生产动态的主要手段l 通常情况下示功图、动液面测试工作是同时进行的，是因为在诊断泵的工作状况时二者有紧密联系，并且相互验证l 我采油厂试井监测工作使用过的仪器主要有：：CY-611型水力动力仪、SH-4、SH-5、CJ-4液面测深仪、SHD-Ⅱ计算机综合诊断仪、SF-Ⅱ计算机综合测井仪、 SF-Ⅲ计算机综合测井仪 l 目前我厂使用试井监测仪器: SHD-Ⅱ计算机综合诊断仪、SF-Ⅱ计算机综合测井仪、 SF-Ⅲ计算机综合测井仪l 一、低压试井示功图测试工作l 低压试井通常是指机抽井示功图、动液面测试工作l 低压试井测试目的：通过示功图图形分析，同时参照环空动液面测试资料，掌握机抽井泵的工作情况，及时诊断生产异常井不正常原因，为修井检泵作业施工、机抽参数的调整提供依据，以及为油井、油区动态分析提供重要第一手资料。

一、低压试井示功图测试工作S—光杆冲程，m; Sp—活塞冲程，m; Wr—抽油杆在液体中的重量，N WL—活塞截面积上液柱载荷，N；入—冲程损失（入=入1+入2），m; 入1—抽油杆变形长度，m； 入2—油管变形长度，m；A—下死点； AB为加载线； BC为泵的吸入过程；C—上死点；CD为卸载线； DA为泵的排出过程； 理论示功图为平行四边形ABCD，曲线圈闭的面积的大小表示泵做功 的多少ABC为上冲程载荷变化线，AB为加载线，在加载过程中游动凡尔和固定凡尔同时处于关闭状态；在B点以后加载完毕，油杆、油管变形结束，活塞与泵开始发生相对位移，同时固定凡尔打开，液体进入泵筒让出的空间， BC为泵的吸入过程，在此过程中游动凡尔一直处于关闭状态CDA为下冲程载荷变化线，CD为卸载线，在卸载过程中游动凡尔和固定凡尔同时处于关闭状态；在D点以后卸载完毕，油杆、油管变形结束，活塞与泵开始发生向下相对位移，游动凡尔被顶开而开始排液，DA为泵的排出过程，在此过程中固定凡尔一直处于关闭状态入SpSpWLSWrABCD•B1D1游动凡尔固定凡尔活塞泵筒油层（一）理论示功图及其分析 一、低压试井示功图测试工作lA 正常的示功图形（图1）l 特征：图形近似平行四边形1-1•1-2 图1-2由于机抽时惯性和振动载荷的影响，通常实测的示功图形存在一定的偏转现象，在解释分析时这类图形，应认为泵是工作台正常的。

一、低压试井示功图测试工作l实测的正常的示功图形（图2）•S200井（93-11-22）•冲程1.6m；冲次9.0次/分S126井（90-09-18）冲程2.0m；冲次7.5次/分一、低压试井示功图测试工作l B 油井结蜡上下行程阻力大示功图形（图3） l 特征：图形上下载荷线均偏离理论载荷线3-1•3-2 油井结蜡造成机抽时上下行程阻力大，实测图形存在上下载荷线均偏离理论载荷线现象，在解释分析时这类图形，应认为泵是工作正常的，同时指出油井结蜡严重一、低压试井示功图测试工作l实测的油井结蜡上下行程阻力大示功图形（图4）•C-10井（90-09-12）•冲程1.625m；冲次9.0次/分Y-1井（90-12-18）冲程1.88m；冲次6.0次/分一、低压试井示功图测试工作lC 供液不足示功图形（图5） l 特征：图形为刀把式，下冲程载荷线不能立即减小，当接触液面后立即卸载3-1 这类机抽油井通常沉没度小，液面在泵挂附近，供液能力差，造成泵的充满程度低，产量一般较低，在解释分析时这类图形，应认为泵是工作正常的，同时指出油井供液不足。

一、低压试井示功图测试工作l实测的油井供液不足示功图形（图6）•C-4井（90-09-18）•冲程1.625m；冲次9.0次/分S-181井（90-02-13）冲程1.8m；冲次9.0次/分一、低压试井示功图测试工作l D 固定凡尔漏失示功图形（图7） l 特征：图形反映下冲程的卸载线为下凹曲线3-1 这类机抽油井通常随着固定凡尔漏失量逐渐增大，产量较漏失前有明显的下降，而动液面较漏失前有明显的上升，在解释分析时这类图形，可同时参照产量、液面的变化情况一并考虑一、低压试井示功图测试工作l实测的油井固定凡尔漏失的示功图形（图8）•SP-1井固定凡尔漏失（90-12-12）•冲程3.0m；冲次6.0次/分S-126井固定凡尔严重漏失（90-11-03）冲程3.0m；冲次7.0次/分一、低压试井示功图测试工作l E 受气体影响的示功图形（图9） l 特征：图形反映下冲程的卸载线为上凹曲线9-1 这类机抽油井通常油层产气，油气比大，泵内油气分离，下冲程不能很快卸载，在解释分析时这类图形，可同时参照产气量的情况一并考虑一、低压试井示功图测试工作l实测的受气体影响的示功图形（图10）•S-122井受气体影响的示功图形•（90-06-28）•冲程1.8m；冲次12.0次/分S-136井受气体影响的示功图形（90-12-12）冲程1.88m；冲次6.0次/分一、低压试井示功图测试工作lF 游动凡尔漏失示功图形（图11） l 特征：图形反映上冲程的卸载线为上凹曲线3-1 这类机抽油井通常随着游动凡尔漏失量逐渐增大，产量较漏失前有明显的下降，而动液面较漏失前有明显的上升，在解释分析时这类图形，可同时参照产量、液面的变化情况一并考虑。

一、低压试井示功图测试工作l实测的油井游动凡尔漏失的示功图形（图12）•C-4井游动凡尔漏失（90-05-10）•冲程1.625m；冲次7.0次/分S-59井游动凡尔漏失（87-10-16）冲程1.8m；冲次9.0次/分一、低压试井示功图测试工作lG 连喷带抽示功图形（图13） l 特征：图形狭窄，地层有一定自喷能力，游动凡 尔和固定凡尔都处于关闭不严的状态3-1 这类机抽油井通常泵挂深度较浅，产液量高于理论排量，动液面在井口一、低压试井示功图测试工作l实测的连喷带抽示功图形（图14）•S-190井连喷带抽示功图形（90-11-15）•冲程1.625m；冲次12.0次/分S-136井游动凡尔漏失（88-01-21）冲程1.8m；冲次9.0次/分一、低压试井示功图测试工作lH 游动凡尔和固定凡尔同时漏失示功图形（图15） l 特征：图形反映上下冲程的载荷线在二条理论线之间，较正常图形扁平，产量很低或不出液3-1 这类机抽油井通常随着泵的漏失量逐渐增大，产量较漏失前有明显的下降，而动液面较漏失前有明显的上升，在解释分析时这类图形，可同时参照产量、液面的变化情况一并考虑。

一、低压试井示功图测试工作l实测的游动凡尔和固定凡尔同时漏失示功图形（图16） S-181井游动凡尔和固定凡尔同时漏失（87-10-16）冲程1.8m；冲次9.0次/分一、低压试井示功图测试工作lI 地层出砂泵发生砂卡示功图形（图17） l 特征：图形反映载荷线在附加阻力的影响下急剧变化，载荷线呈不规则的锯齿状3-1 这类机抽油井通常因地层出砂，活塞在泵筒内存在遇卡现象一、低压试井示功图测试工作l实测的地层出砂泵发生砂卡示功图形（图18） QK-4井活塞在上死点部分砂卡的示功图形（90-04-21）冲程3.0m；冲次6.0次/分S-213井活塞在下死点部分砂卡的示功图形（97-03-02）冲程3.0m；冲次6.0次/分一、低压试井示功图测试工作lJ 防冲距调整不当时的示功图形（图19） l 特征：活塞上冲程出泵筒，图形反映在上死点附近载荷突变（图形右下角有尾巴）l 活塞下冲程碰泵，图形反映在下死点附近载荷突变（图形左下角有尾巴）17-2活塞上冲程出泵筒17-1活塞下冲程碰泵一、低压试井示功图测试工作l实测的活塞下冲程碰泵示功图形（图20） QK-8井活塞在下冲程严重碰泵的示功图形（95-08-10）冲程1.625m；冲次10.5次/分M-1井活塞在下冲程碰泵的示功图形（97-03-02）冲程3.0m；冲次6.0次/分一、低压试井示功图测试工作lK 活塞卡死在泵内的示功图形（图21） l 特征：图形狭长且与理论载荷线成较大的角度。

l 抽油杆上下冲程被拉伸、压缩，载荷增载、减载变化快17-2活塞在泵的中部卡死17-1活塞在泵的上部卡死一、低压试井示功图测试工作l实测的活塞卡死在泵内的示功图形（图22） M-3井活塞在泵的中部卡死示功图形（2002）一、低压试井示功图测试工作lL 抽油杆断脱时的示功图形（图23） l 特征：图形狭长，图形在理论载荷线下方，基线上方 17-2抽油杆从底部断脱19-1抽油杆从中、上部断脱一、低压试井示功图测试工作l实测的抽油杆断脱时的示功图形（图24）S-115井中部断脱（90-07-23）冲程1.8m; 冲次9.0次S-181井底部断脱（90-04-15）冲程1.88m; 冲次8.5次一、低压试井示功图测试工作l示功图形理论载荷线计算泵径mm每米液体重量；N/m原油相对密度0.8原油相对密度0.86原油相对密度0.90326.316.787.10388.929.5110.04411.9612.8513.445619.3220.7921.77公称直径mm每米抽油杆重量；N/m原油相对密度0.8原油相对密度0.86原油相对密度0.9016.014.4214.3214.2219.020.2020.1020.1022.026.9726.7726.6725.436.6836.3836.18表二 不同泵径在不同原油密度下的液体中的重量 基线 —下部的一条实线；Wr—抽油杆在液体中的重量（中部一条虑线），N WL—活塞截面积上液柱载荷（上部一条虑线） ，N； 在前面我们已经分析了大量的示功图形，每张图形上都有三条直线，这三条线是我们解释分析图形的基础，如果理论线在计算有较大的误差，对图 形解释会有不同的结果，从而造成工作上的失误。

其实理论线的计算十分简单，只要认真了解一下测试井的泵径、泵深、含水、比重、油杆组合这几 个参数，查上述表简单计算一下就可以了例如：一机抽井泵深1000m;泵径32mm;含水0%;原油比重0.86.；油杆直径19mm为600m、油杆直径22mm 为400m 则：抽油杆在液体中的重量（中部一条虑线）Wr=600x20.1+400x26.77 活塞截面积上液柱载荷（上部一条虑线） WL=1000x6.87 下面来举例说明一下，如果理论线计算不正确，对示功图分析解释的影响表一 不同直径的抽油杆在液体中的重量一、低压试井示功图测试工作l 图A为 一张游动凡尔严重漏失的示功图卡片，若理论线计算不正确，则可能存在以下三种不同的解释结果1、图A1为固定凡尔严重漏失的示功图（二条理论线偏下）2、图A2为抽油杆断脱的示功图（二条理论线偏上）3、图A3为泵工作正常的示功图（二条理论线偏上） l 所以说现场的测试人员，在解释生产异常井的图形卡片时，工作责任心要强，把井况参数认真搞清楚，这样才能得到正确的诊断结果，从而指导下一步工作。

A A1A2 A3不同理论线的示功图，造成不同的解释结果（图25）不同理论线的示功图，造成不同的解释结果（图25）l 图1-1为四张实测的示功图卡片A为活塞卡死在泵筒内示功图；B为抽油杆断脱的示功图；C为严重结蜡的示功图；D为活塞下行程碰泵的示功图l 根据卡片诊断结果，建议应采取的措施 1、图A井产量下降的原因明显，井队应进行检泵作业，使油井恢复正常生产 2、图B井不出液的原因明显，井队应立即进行检泵作业，使油井恢复正常生产 3、图C井结腊严重、产量泵效降低的原因凸现，采取热洗、清腊等措施，问题可得以解决 4、图D井及时调整防冲距，避免了可能出现的抽油杆断脱、泵效降低的不良后果 A B C D争对实测的不同示功图，应采取的措施（图26）一、低压试井示功图测试工作一、低压试井示功图测试工作l 图E-F为四张实测的示功图卡片。

E为活塞在泵筒中下部存在严重砂卡示功图；F为固定凡尔严重漏失的示功图；G为供液不足的示功图；H为游动凡尔严重漏失的示功图l 根据卡片诊断结果 ，建议应采取的措施l1、图E井活塞在泵筒中下部存在严重砂卡，该井应采取防砂措施，以解决砂卡问题l2、图G井存在产量低、供液不足的情况，应考虑加深泵挂或调整冲程冲次l3、图F、H井不出液的原因明显，井队应立即进行检泵作业，使油井恢复正常生产 E F G H争对实测的不同示功图，应采取的措施（图27）二、低压试井动液面测试l 动液面测试目的：通过机抽井环空动液面深度测试，同时参照示功图测试卡片，分析机抽井泵的工作情况和油层供液能力，及时诊断生产异常井不正常原因，为修井检泵作业施工、机抽参数的调整提供依据，以及为油井、油区动态分析提供重要第一手资料l 同时需要说明：一口井的功图、液面测试工作是同时进行的，在诊断泵的工作状况时二者有紧密联系，并且相互验证。

二、低压试井动液面测试l1、动液面测试原理：l通过与套管连接的井口连接器，击发一颗发声子弹产生声脉冲，声脉冲沿着油套环空间向井下传播，当遇到油管接箍、音标和液面等障碍物便产生反射脉冲，反回的声脉冲由微音器接收转换成电脉冲，然后经过通道放大、电路整形、滤波后由探测仪接收下来，目前使用仪器可采集高频和低频二路信号，高频信号主要采集油管接箍反射波，低频信号主要采集液面和其它较大障碍物反射波游动凡尔固定凡尔活塞泵筒油层H井口枪注：机抽生产时测试液面资料为动液面，长时间停抽液面恢复静止后测试的液面资料为静液面二、低压试井动液面测试l1、动液面测试计算：lA、机抽井管串有音标时液面计算方法L2L1 井口音标液面油管接箍动液面深 H=L2÷L1×H1 H：动液面深；L2：井口波到液面波距离；L1井口波到音标距离；H1：音标下深 例：某机抽井进行了一次动液面测试，已知井口波到液面波距离100cm( L2) ，井口波到音标距离80cm(L1)，音标下深1000m( H1)，计算动液面深度（H）动液面深H=L2÷L1×H1=100 ÷80 ×1000=1250（m）二、低压试井动液面测试l1、动液面测试计算：lb、机抽井管串没有下音标时液面计算方法L2L1、H1 井口液面油管接箍动液面深 H=L2÷L1×H1 L2：井口波到液面波距离；L1一定数量油管之间的距离；H1：一定数量油管长度 例：某机抽井进行了一次动液面测试，已知井口波到液面波距离100cm( L2) ，10根油管之间的距离10cm(L1)， 10根油管长度96m ( H1)，计算动液面深度（H）。

动液面深H=L2÷L1×H1=100 ÷10 ×96=960（m）二、低压试井动液面测试l2、动液面信号的确定方法：la、液面反射波信号很好时 井口液面信号油管接箍信号 液面反射波信号很好时较为容易确定，一般声脉冲由井口向井下传送时，油管接箍信号是由大到小逐渐衰减的，衰减后再突然出现一个较大的反射波信号，即为动液面信号二、低压试井动液面测试l2、动液面信号的确定方法：lb、液面反射波信号较差，并存在其它干扰波时 井口液面信号油管接箍信号 液面反射波信号较差，并存在干扰波时不容易确定，一般是通过调高低频液面波信号值，多次测试对比来确定液面信号，根据不同的测试曲线液面信号波深度位置不变，而干扰波声深度位置不断变化这一特点，从而来确定液面干扰波信号二、低压试井动液面测试l2、动液面信号的确定方法：lc、液面深度较浅时反射波信号特点 井口油管接箍信号 液面反射波信号与油管接箍信号相似，液面反射波信号存在多次反射，一般是通过调低油管接箍、液面波信号值，并根据液面波信号等距离的反射这一特点来确定液面，液面深度为第一个液面信号波位置第二个液面反射信号第一个液面反射信号第三个液面反射信号二、低压试井动液面测试l1、动液面沉没度的概念：l动液面深（H）：是指井口至环空液面的距离 。

l沉没度（H´）：是指环空液面至泵固定凡尔的距离 l正常情况下，沉没度（H´）为正值，机抽井才能正常生产游动凡尔固定凡尔活塞泵筒油层H井口枪注：机抽生产时测试液面资料为动液面，长时间停抽液面恢复静止后测试的液面资料为静液面H´二、低压试井动液面测试（图28）l 例：某机抽井泵挂深度为1500m，图A-C为该井不同时期实测的三张示功图卡片l1、图A为正常的示功图，实测的动液面深度1200M，沉没度为300m，日产液量15t l2、图B为游动凡尔部分漏失的示功图；实测的动液面深度1000M，沉没度为500m，日产液量10t 3、图C为为游动凡尔严重漏失的示功图实测的动液面深度700M，沉没度为800m，日产液量5tl 根据上述功图卡片及动液面数据的实测结果 可知：l1、随着泵的游动凡尔漏失量越来越大，其该井的动液面深度越来越浅，日产液量也越来越小l2、泵工作正常时供求关系平衡，漏失时供求关系失衡，动液面上升A B （一个月后） C （二个月后） •动液面测试数据与示功图的关系二、低压试井动液面测试（图29）l例：某机抽井投产后泵挂深度为1500m，图A-C为该井不同时期实测的三张示功图卡片。

l1、图A为初期实测的正常示功图，实测的动液面深度1200m，沉没度为300m，日产液量15t l2、图B为中期实测的供液不足示功图；实测的动液面深度1410m，沉没度为90m，日产液量8tl3、图C为后期实测的严重供液不足示功图；实测的动液面深度1480m，沉没度为20m，日产液量3tl 根据上述功图卡片及动液面数据的实测结果 可知：l1、在一个封闭的、无外界能量补充油层，随着生产周期的延伸，示功图反映其供液能力越来越差，同时动液面深度越来越深l2、泵工作正常时供求关系平衡，供液不足时供求关系失衡，动液面下降，产量降低A初期 B 中期 C后期•动液面测试数据与示功图的关系二、低压试井动液面测试（图29）l 例：某机抽井投产后泵挂深度为1500m，图A-B为该井实测的二张示功图卡片l1、图A为正常生产时实测的示功图，实测的动液面深度1200m，沉没度为300m，日产液量15t l2、图B为抽油杆断脱时实测的示功图，实测的动液面深度900m，沉没度为600m，日产液量0t。

l 根据上述功图卡片及动液面数据的实测结果 可知：l泵工作正常时供求关系平衡，抽油杆断脱时供求关系失衡，动液面上升A B•动液面测试数据与示功图的关系低压试井示功图、动液面测试工作l从上面我们介绍低压试井工作情况，可以认可：l 低压试井示功图、动液面测试在油田生产工作中，有非常重要的意义l 通过对机抽井示功图、动液面测试工作，可以掌握机抽井泵的工作情况、地层供液情况，及时诊断分析生产异常井不正常原因，为修井检泵作业施工、机抽参数的调整提供直接的依据，同时为油井、油区动态分析提供重要第一手资料。