錦州油田油井偏磨的治理

中國(guó)石油遼河油田分公司

錦州油田油井偏磨的治理

權(quán)崇國(guó)中國(guó)石油遼河油田分公司

油井偏磨的因素包括井斜，抽油桿、管受力彎曲，油井工況變化，產(chǎn)出液變化等。針對(duì)錦州油田油井偏磨問(wèn)題，從油井偏磨因素入手，通過(guò)合理確定油井泵掛深度、消減油管蠕動(dòng)、減少抽油桿偏磨和合理調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)等一系列措施，有效地實(shí)現(xiàn)了油井的偏磨治理，達(dá)到了延長(zhǎng)檢泵周期的目的。

抽油桿；管桿偏磨；油管錨定；檢泵

錦州油田錦16塊轉(zhuǎn)入二元驅(qū)后產(chǎn)出液黏度逐漸增加，油井管桿偏磨井?dāng)?shù)不斷增加，偏磨情況越來(lái)越嚴(yán)重。管桿偏磨不僅造成油井產(chǎn)量下降或躺井，使油井維護(hù)性工作量增加，而且當(dāng)管桿斷脫后增加了作業(yè)施工的難度和風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，錦州采油廠近3年平均每年有維護(hù)性作業(yè)井300口，由于偏磨原因造成檢泵井151口，占總維護(hù)性作業(yè)的50%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，管桿偏磨已經(jīng)成為影響該廠正常生產(chǎn)的主要因素之一，因此，油井抽油桿偏磨的治理是目前急需解決的一個(gè)問(wèn)題。

1 抽油機(jī)桿管偏磨的主要危害

抽油機(jī)井生產(chǎn)過(guò)程中抽油桿在油管內(nèi)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于井斜等原因造成抽油桿柱彎曲，在彎曲處抽油桿與油管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，不斷的摩擦過(guò)程中管桿逐漸磨損，隨著磨損程度的加劇，將直接影響油井的正常生產(chǎn)。偏磨主要危害為：造成抽油桿斷脫；造成油管漏失；偏磨產(chǎn)生的鐵屑卡泵；作業(yè)時(shí)卸油器投不開造成作業(yè)污染。

2 油井偏磨因素

（1）井斜引起偏磨。井斜是油井偏磨的主要原因，當(dāng)抽油桿在斜井中做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于拉力和重力產(chǎn)生了水平合力Fx（F Sinθ），當(dāng)管桿發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，在Fx的作用下產(chǎn)生摩擦力，夾角θ越大摩擦力越大，管桿磨損越嚴(yán)重。

（2）抽油桿、管受力彎曲。抽油桿在下沖程時(shí)中性點(diǎn)以上部分受拉力呈拉伸狀態(tài)，中性點(diǎn)以下部分因?yàn)楦鞣N阻力發(fā)生彎曲變形，與油管偏磨。油管在上沖程時(shí)，泵筒受到的是自身重力和管外液體壓力作用，而下沖程過(guò)程中又會(huì)受到管內(nèi)液柱的壓力，隨著受力情況的變化產(chǎn)生蠕動(dòng)，發(fā)生管桿磨損現(xiàn)象。油井泵掛越深，偏磨段越長(zhǎng)，偏磨越嚴(yán)重。

（3）油井工況變化。當(dāng)油井供液不足或氣體影響嚴(yán)重時(shí)，會(huì)產(chǎn)生液擊現(xiàn)象，當(dāng)氣體壓縮到一定程度后，活塞受力突然增加，導(dǎo)致活塞上部抽油桿彎曲與油管發(fā)生磨擦。

（4）產(chǎn)出液變化。隨著溫度的降低產(chǎn)出液黏度變大，造成抽油桿下沖程阻力加大，導(dǎo)致彎曲度增加使磨損加劇。如果油井含水逐漸增加，產(chǎn)出液會(huì)發(fā)生換相，由油包水型轉(zhuǎn)為水包油型，管桿失去了潤(rùn)滑作用，磨損加劇。

（5）生產(chǎn)參數(shù)的影響。偏磨的油井，沖程短、沖次大，偏磨的部位相對(duì)較小，磨損程度嚴(yán)重，破壞力大。

3 偏磨的防范與處理

（1）合理確定泵掛深度。為了合理控制生產(chǎn)壓差，保證油井正常生產(chǎn)，泵的沉沒(méi)度不能小于200m，根據(jù)各區(qū)塊實(shí)際生產(chǎn)情況，盡可能地將泵掛設(shè)定在造斜點(diǎn)或套管變形處以上位置，以保證在靜態(tài)下油管處于垂直狀態(tài)，以盡可能地減少管桿的偏磨。

（2）消減油管蠕動(dòng)。首先是進(jìn)行油管錨定，減小油管因內(nèi)壓變化發(fā)生的蠕動(dòng)變形，減少與抽油桿發(fā)生偏磨幾率；其次是無(wú)法錨定的油井在泵下增加尾管數(shù)量，通過(guò)增加油管重量降低油管彈性彎曲程度。

（3）抽油桿防偏磨。首先盡可能地將桿柱組合優(yōu)化，盡量降低抽油桿的中性點(diǎn)；其次采用注塑桿抗磨工藝、剛性扶正器、抗磨副等“隔離式”防偏磨工藝。注塑桿抗磨工藝是把每根抽油桿作為一個(gè)防偏磨單元來(lái)考慮，根據(jù)井斜數(shù)據(jù)、油井生產(chǎn)參數(shù)、現(xiàn)場(chǎng)偏磨情況，在抽油桿上直接注塑料扶正器，使抽油桿不與油管接觸，消除了抽油桿柱在上下沖程中的失穩(wěn)彎曲問(wèn)題，避免桿、管偏磨，塑料扶正器采用高分子耐磨材料，耐磨性好。抽油桿剛性扶正器表面采用三面設(shè)計(jì)，各面曲率與油管曲率相同，增大接觸面積延緩了局部偏磨；表面噴涂鉻鉬合金，降低了表面摩擦系數(shù)，減小了摩擦力，從而減少桿管偏磨。抗磨副是主要應(yīng)用在油井全角變化率大于5°的井段，它的本體上安裝滑動(dòng)隔離抗磨件，防止油管與抽油桿本體接觸，可有效防止管桿的偏磨。

（4）合理調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。對(duì)稠油井和二元驅(qū)油井由于采出液黏度高，若采用高沖次生產(chǎn)，將導(dǎo)致下部抽油桿彎曲變形，加劇偏磨，因此在保證液量的前提下，盡量選用長(zhǎng)沖程、慢沖次、大泵生產(chǎn)，將在一定程度上延緩油井的管桿偏磨。

4 結(jié)語(yǔ)

油井防偏磨技術(shù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而又系統(tǒng)的工作，需要不斷地改進(jìn)與完善。必須堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，在理論研究和科學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ)上，深入現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合油井的實(shí)際偏磨情況，綜合分析偏磨的原因，制定出科學(xué)合理的技術(shù)方案，使防偏磨效果達(dá)到最佳，從根本上解決油井的偏磨問(wèn)題，在最大程度上延長(zhǎng)油井的免修期，達(dá)到降本增效的目的。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.7.007

權(quán)崇國(guó)，2000年畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油工程專業(yè)，工程碩士。現(xiàn)在遼河油田錦州采油廠工藝研究所從事采油工藝技術(shù)研究與推廣工作。（0427）7553205、qcg00@163.com