油井管桿偏磨原因分析及防治措施

劉迎春

（大慶鉆探工程公司鉆井三公司工程開發(fā)分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著近年來我國大面積油氣田的不斷開發(fā)，抽油機的使用范圍越來越廣泛，在長期的使用過程中，抽油桿和油管之間的磨損日益嚴(yán)重，導(dǎo)致偏磨井的數(shù)量越來越多，且分布較多，這樣維修起來就較為困難，同時因磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致油田作業(yè)費用上升，無形中提高了采油的成本，影響了油田綜合效益的提高。

1 抽油井管桿偏磨產(chǎn)生的危害

在利用有桿機械采油過程中，發(fā)生偏磨的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，抽油桿和油管之間長時間的接觸磨損中，極易造成桿斷、桿脫、油管泄漏等事故的發(fā)生，一旦發(fā)生事故，油井將停止正常的生產(chǎn)工作，進行維修，這一方面影響了原油的生產(chǎn)和經(jīng)濟效益，另一方面則增加了維修成本。因此針對油井管桿的防偏磨技術(shù)的研究是刻不容緩的，對油田的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的實現(xiàn)將具有十分重要的作用。

2 抽油井管桿偏磨、腐蝕機理分析

2.1 管桿彎曲接觸產(chǎn)生偏磨

2.1.1 井斜引起偏磨

油井的井身不直時，抽油桿與油管之間的接觸機率就較大，從而極易造成嚴(yán)重的摩擦，并導(dǎo)致?lián)p壞，同時，其磨損度也隨著油管的傾斜角度的增大而增加。

2.1.2 底部抽油桿彎曲磨損研究

抽油井下沖程是抽油桿中性以下部分會因各種阻力彎曲而與油管偏磨。下沖程時，中性點以上抽油桿呈拉伸狀態(tài)。下部抽油桿彎曲致使抽油桿與油管發(fā)生偏磨。

2.1.3 油管蠕動引起的偏磨

假設(shè)油管未經(jīng)錨定，在交變載荷作用下震動的油管也會加劇與抽油桿的偏磨，還會與套管偏磨。油管彎曲造成的偏磨主要限制于泵上部附近，即中性點以下到泵位置。中性點位置又與泵以下尾管長度油管。若尾管加長，則泵下的重量加重，就可以彎曲應(yīng)力抵消。

2.1.4 生產(chǎn)參數(shù)對偏磨有影響

沖程，沖次，沉沒度以及泵徑都會影響管桿偏磨。實際生產(chǎn)中，抽油桿下行受到井液的阻尼作用、桿管以及柱塞與泵同之間摩擦阻力。

為了提升產(chǎn)液本領(lǐng)，由于生產(chǎn)參數(shù)不合理，相當(dāng)一部分油井由于沖次過快，抽油桿下行速度于驢頭的運動速度，造成中和點以下抽油桿幾乎全部處于受壓狀態(tài)，產(chǎn)生失穩(wěn)屈曲變形，彎曲變形的抽油桿與油管發(fā)生接觸磨擦，進一部加劇偏磨的嚴(yán)重性。泵徑越大，抽油桿下行受到的阻尼越大，抽油桿發(fā)生彎曲變形的大概性越大，桿管偏磨幾率也越大。

2.2 管桿腐蝕磨損研究

2.2.1 產(chǎn)出液介質(zhì)的影響

油井綜合含水的上升使產(chǎn)出液相由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型，油管與抽油桿之間的接觸面由于失去原油的潤滑保護而磨損速度加快并且；由于溫度高且富含礦物質(zhì)、CO2，H2S 腐蝕性氣體、H＋、Cl－及細(xì)菌等腐蝕介質(zhì)產(chǎn)出水與管桿直接接觸，使其產(chǎn)生腐蝕。CO2含量越高，產(chǎn)出水中產(chǎn)出的H＋越多，PH值越低。產(chǎn)出水顯弱酸性，腐蝕性強。并且產(chǎn)出水中H2S與鐵化學(xué)反應(yīng)生成FeS和H2，對管桿產(chǎn)生氫脆腐蝕。

2.2.2 綜合含水的影響

油井采油量的不斷開采，油層內(nèi)含油量逐漸減少，在產(chǎn)出液中水份含量越來越高，當(dāng)油井產(chǎn)生液含水率大于74.02%時，產(chǎn)出液轉(zhuǎn)換為水包油型，這樣油管和抽油桿表面都失去原油的保護作用，水直接接觸抽油桿與油管表面，導(dǎo)致抽油桿和油管內(nèi)壁的腐蝕性增加，磨損情況會越來越嚴(yán)重。

2.2.3 縫隙腐蝕和沖蝕明顯

水對抽油桿、油管絲扣連接處都具有強腐蝕性，同時油管公扣外緣在產(chǎn)出水的不斷沖刷下，很容易老化，導(dǎo)致油管斷脫、刺漏。從實際發(fā)生的現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以看出，產(chǎn)出液越多的油井其沖蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。

3 防治措施

在實際對預(yù)防和治理抽油機井桿管偏磨的處理問題上，多采用抽油桿扶正器、油管錨定裝置、加重桿、旋轉(zhuǎn)井口等多種辦法相結(jié)合的措施來進行治理。

3.1 減少井眼軌跡偏斜的影響

井眼軌跡偏斜對桿管偏磨的影響較為普遍，井眼軌跡偏斜使桿管的受力發(fā)生改變，增加偏磨機率，在采油生產(chǎn)中，對偏斜或是由于地層蠕動而導(dǎo)致套管變形影響嚴(yán)重的井，可采用其它無桿泵采油，對于供液充足、能量較高的井采采取上提泵持深度，避開變形處等方法。杜絕桿管偏磨的事情發(fā)生。

3.2 制定合理的工作參數(shù)

在保證產(chǎn)量不降的前提下，選擇合理的泵徑，下調(diào)沖次。將工作方式由長沖程、快沖次變?yōu)殚L沖程、慢沖次。減少相同時間內(nèi)的桿管摩擦頻率，延長抽油桿和油管的使用壽命。

3.3 穩(wěn)定載荷

由于井筒結(jié)蠟造成抽油桿上下行受阻，懸點載荷增加，對于這種情況可對油井應(yīng)制定合理的加藥、熱洗周期，減少蠟在油管中的沉積，從而減少結(jié)蠟帶來的不利影響。油層大量出水會使砂巖油層膠結(jié)結(jié)構(gòu)受到破壞，造成油井出砂。油井出砂后，同樣造成抽油桿的上下行受阻，載荷變化，對這種情況應(yīng)采取積極的防砂措施。減少其不利影響。同時做好控水穩(wěn)油工作。對于油稠的井要定期加降粘劑，以保證抽油順暢。這些預(yù)防工作做好的前提下還可在井內(nèi)下入加重桿，從而消除抽油桿的縱向彎曲。油管加裝錨定裝置，避免由于油管的自然彎曲和抽油機運行時油管的蠕動，減少偏磨的發(fā)生。

3.4 保證作業(yè)質(zhì)量

油田作業(yè)的質(zhì)量直接與施工情況息息相關(guān)，因此為了保證作業(yè)的質(zhì)量，需要做好作業(yè)的監(jiān)控，從而對作業(yè)施工的全過程進行全面的監(jiān)督，并根據(jù)不同的施工情況，制訂具有針對性的措施，并對作業(yè)原因進行深入分析。

結(jié)語

在油田實際生產(chǎn)過程中，管桿偏磨是一個長期存在的問題，在油井工作過程中，影響管桿偏磨的因素較多，因此在解決管桿偏磨的解決辦法中，就要針對不同的影響因素而采取多種措施相結(jié)合的方法。從很本上解決管桿偏磨這一問題，提高油井的產(chǎn)出率，從而提高油田的經(jīng)濟效益。

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