內(nèi)襯油管分段使用設(shè)計(jì)依據(jù)及應(yīng)用

翟世偉劉濤張佳黃軍彥劉紅鈺

1.遼河油田茨榆坨采油廠(chǎng) 遼寧盤(pán)錦 110206

2.東北石油大學(xué)黑龍江大慶 163318

前言

桿管偏磨是造成科爾沁油區(qū)檢泵周期短的主要原因，它影響了油井的正常生產(chǎn)、增大了油井維護(hù)費(fèi)用和桿管投入。超高分子內(nèi)襯油管將桿管鋼與鋼之間的摩擦轉(zhuǎn)換為鋼與耐磨性能更好的內(nèi)襯材料之間的摩擦，是有效的防偏磨治理方法。在內(nèi)襯油管應(yīng)用過(guò)程中，為了有針對(duì)性的進(jìn)行防偏磨優(yōu)化，節(jié)約生產(chǎn)成本，進(jìn)行了內(nèi)襯油管分段使用研究與設(shè)計(jì)。油田現(xiàn)場(chǎng)下入內(nèi)襯油管時(shí)，通過(guò)繪制油井井眼軌跡曲線(xiàn)初步確定下入位置，結(jié)合作業(yè)提出桿管的偏磨位置，最終確定下入位置及長(zhǎng)度，改變了傳統(tǒng)全井段下入內(nèi)襯油管的方式，使內(nèi)襯油管的應(yīng)用做到有的放矢。

一、內(nèi)襯油管分段使用設(shè)計(jì)依據(jù)

1.利用井眼軌跡曲線(xiàn)初步確定下入位置

科爾沁油區(qū)開(kāi)發(fā)時(shí)，本著少占牧場(chǎng)和管理方便等原則，鉆井以打叢式井、定向井為主，造成井斜及井底位移大。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，油區(qū)平均最大井斜16.8°，最大井斜大于10°的油井占87.1%，造斜點(diǎn)位置從150～1000米均有分布。科區(qū)平均泵深1100米左右，超過(guò)了造斜點(diǎn)及最大井斜位置，在油井正常生產(chǎn)過(guò)程中，桿管間將不可避免的發(fā)生相互接觸而磨損。

隨著鉆井深度的增加，鉆頭和井口的同心度變差，使得油井結(jié)構(gòu)的空間狀態(tài)是立體彎曲的，井深超過(guò)500-800米時(shí)一般會(huì)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，油管在套管中是螺旋彎曲的[1]。通過(guò)專(zhuān)業(yè)函數(shù)繪圖軟件Origin軟件可以描繪出油井的三維井眼軌跡曲線(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施中，描述井眼軌跡的參數(shù)主要有井深、井斜和方位[2]，根據(jù)井斜數(shù)據(jù)，對(duì)比三維井眼軌跡曲線(xiàn)，可以找出油井的偏磨段，理論上油井的造斜點(diǎn)以下的桿管存在偏磨現(xiàn)象，因此頂界初步設(shè)計(jì)為造斜點(diǎn)；由于泵深超過(guò)了造斜點(diǎn)及最大井斜位置，設(shè)計(jì)時(shí)底界均設(shè)計(jì)至泵深位置。因此，內(nèi)襯油管下入位置初步設(shè)計(jì)為油井造斜點(diǎn)至泵深位置。

2.結(jié)合桿管偏磨位置優(yōu)化補(bǔ)充設(shè)計(jì)井段

由于斜井的井身軌跡是一條彎曲的空間曲線(xiàn)，抽油桿柱在彎曲油管內(nèi)的受力較為復(fù)雜，細(xì)長(zhǎng)抽油桿在彎曲的井眼中工作，在自重分力的作用下會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，必然導(dǎo)致抽油桿柱與油管內(nèi)壁之間發(fā)生偏磨，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成抽油桿斷脫及油管磨漏現(xiàn)象，影響油井的生產(chǎn)[3]。

對(duì)油井作業(yè)情況進(jìn)行跟蹤，發(fā)現(xiàn)每口油井都存在不同位置不同程度上的偏磨，根據(jù)偏磨數(shù)據(jù)，比照油井井眼軌跡曲線(xiàn)，對(duì)下入位置進(jìn)行優(yōu)化與補(bǔ)充，確定內(nèi)襯油管下入位置及長(zhǎng)度。

科區(qū)油井平均偏磨井段為585米至1100米，由于每口油井的造斜點(diǎn)不同，基于“一井一策”的原則，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)造斜點(diǎn)位置，分別對(duì)每口井的內(nèi)襯油管下入井段進(jìn)行修正。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，42口措施井造斜點(diǎn)在600米之下，33井次作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)偏磨位置在造斜點(diǎn)上部，且平均偏磨井段是將造斜點(diǎn)至泵深長(zhǎng)度延長(zhǎng)35%。因此設(shè)計(jì)內(nèi)襯油管下入長(zhǎng)度=（1+35%）×（泵深-造斜點(diǎn)深度）。78口措施井中造斜點(diǎn)在600米之上，67井次作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)偏磨位置在造斜點(diǎn)下部，且平均偏磨井段是造斜點(diǎn)至泵深長(zhǎng)度縮短35%。因此設(shè)計(jì)內(nèi)襯油管下入長(zhǎng)度=（1-35%）×（泵深-造斜點(diǎn)深度）。

二、應(yīng)用井例

包32-26井是包1塊的一口油井，通過(guò)繪制井眼軌跡圖（見(jiàn)圖1），發(fā)現(xiàn)該井造斜點(diǎn)在250米-300米之間，初步設(shè)計(jì)內(nèi)襯油管下入井段為288米（造斜點(diǎn)）至1000米（泵深）。2010年10月作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)576米至1000米抽油桿偏磨，對(duì)設(shè)計(jì)井段進(jìn)行優(yōu)化后設(shè)計(jì)應(yīng)用井段為550米至1000米。措施后該井檢泵周期由之前的117天階段延長(zhǎng)至819天。

圖1 包32-26井井眼軌跡曲線(xiàn)

三、內(nèi)襯油管分段應(yīng)用情況

2010年10月開(kāi)始在科爾沁油區(qū)進(jìn)行防偏磨治理，截止至2014年8月底，累計(jì)實(shí)施超高分子內(nèi)襯油管160井次，措施井井段全長(zhǎng)176195米，平均泵深1101米。通過(guò)分段設(shè)計(jì)及優(yōu)化，應(yīng)用內(nèi)襯油管82609米，平均單井應(yīng)用516米，累計(jì)節(jié)約內(nèi)襯油管93586米，節(jié)約費(fèi)用561.5萬(wàn)元。目前已有86口措施井超過(guò)了原檢泵周期，平均檢泵周期由259天階段延長(zhǎng)至620天，取得了良好的防偏磨治理效果。

結(jié)論

1.內(nèi)襯油管優(yōu)化設(shè)計(jì)由兩部分組成，一是利用井眼軌跡曲線(xiàn)初步確定下入井段，二是根據(jù)作業(yè)施工監(jiān)督情況補(bǔ)充優(yōu)化。

2.油井分段使用內(nèi)襯油管可以根據(jù)造斜點(diǎn)位置大（小）于600米對(duì)內(nèi)襯油管下入深度進(jìn)行增加（減少）35%的修正。

3.通過(guò)內(nèi)襯油管分段使用的優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證防偏磨治理效果的前提下，節(jié)約了內(nèi)襯油管的使用費(fèi)用，對(duì)大面積推廣使用該技術(shù)的油井具有指導(dǎo)意義。

[1]，王志剛，李輝．抽油機(jī)井防偏磨綜合配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J]．石油地質(zhì)與工程，2011.6.

[2]，楊海濱，劉松林等．三維井眼抽油桿與油管防偏磨技術(shù)研究與應(yīng)用[J]．鉆采工藝，2008.6.

[3]，李漢周，楊海濱等．抽油井管桿偏磨與井眼軌跡的關(guān)系[J]．鉆采工藝，2009.3.