百重一區水平井斷脫分析與優化治理

樊順(新疆油田公司百口泉采油廠百重一作業區，新疆 克拉瑪依 834000)

百重一區水平井斷脫分析與優化治理

樊順(新疆油田公司百口泉采油廠百重一作業區，新疆 克拉瑪依 834000)

根據百重一水平井斷脫實例統計分析，找出引發斷脫的關鍵因素，分析原因，并有針對性的采取對策，取得良好效果。

水平井；斷脫；優化

0 引言

百重一區屬于淺藏稠油，該區有水平井100多口，生產管柱采用主副管雙管結構。主管主要用于采油，副管則用于注汽、測試和沖砂；泵采用的是Φ70mm雙進油重球泵，下泵位置在井斜55°～65°處；抽油桿采用D級Φ19mm(普通和防脫桿)抽油桿，上接Φ25mm光桿，下配Φ38mm加重桿。

1 生產現狀及問題

由于該區水平井井斜較大，原油粘度高，井下機具經常出現斷脫。2012年全年水平井修井320井次，其中因機具斷脫修井135井次，占水平井修井量的42%，具體情況見圖1。

圖1 2012年水平井斷脫統計

從上表(縱軸為斷脫井次)可以看出，水平井斷脫主要問題在于扶正器和防脫器，其次是抽油桿和加重桿，其余部件斷脫所占比例較低。2012年該區水平井斷脫所耗修井費用約250萬。因此延長其檢泵周期，減少水平井的斷脫次數，是控本穩產的關鍵。

2 原因分析及對策

2.1 原因分析

水平井在投產時為了應對斷脫問題，在抽油桿間間歇配下扶正器，每根加重桿配下一個扶正器，全井配下四個防脫器，分別位于加重桿的前端、中部、后端及光桿下部。對扶正器、防脫器、抽油桿、加重桿斷脫位置做統計，具體見表1。

分析表1，可以看出斷脫位置主要集中在井深400～550m，對應水平井井斜角范圍在22°～60°，關鍵位置第40～50根抽油桿、第1～4根加重桿、最后一根加重桿。原因如下：

表1 斷脫位置統計

(1)在斜井段水平井上沖程時，桿柱存在著軸向力F，由于在斜井段力的方向同桿柱運動方向不一致，產生沿法線方向的分力F1和沿切線方向的分力F2，而引起桿柱附件剪斷的力主要為法線力F1。(見圖2)

圖2 桿柱存在的軸向力及沿法線、切線方向分力

機具剪斷點主要是集中在材料本身變徑處，此處受力F1作用，應力集中， 一旦損傷就很容易從此處發生剪斷。

(2)機具脫扣主要是連接螺紋損壞、失效或者修井作業時預緊力不夠，再加上變動載荷在接箍處產生的彎曲應力作用，導致機具從絲扣處脫。特別是防脫抽油桿一旦備帽沒有上緊，接箍逆時針旋轉幾圈就會脫扣。

(3)在修井作業現場，受成本影響，管桿質量檢測缺少必要的儀器，只是靠人員憑感官判定。因而許多由于疲勞腐蝕，本身壽命已達極限的加重桿、抽油桿、防脫器、扶正器,在作業時未能及時發現，將其再次下入井內,造成油井修開后,短期內便出現機具斷脫現象, 造成返修。

2.2 應對措施

(1)加強優化設計，適當增加防脫器、扶正器數量，合理分布機具位置，避免機具長期處于井斜較大位置而加劇磨損腐蝕。同時在修井作業時可以將他們原位置互換調整，以延長其壽命，在條件允許的情況全井更換。

(2)通過統計發現，目前使用的水平井防脫桿的防脫效果并不好。防脫桿的脫扣主要是由接箍逆向旋轉造成，若使接箍外徑小于同桿接觸部分的外徑，這樣接箍不同油管壁接觸，就不會產生逆時針方向的外力。因而目前一是挑選部分井實驗新機具；二是在后期修井時，逐步將防脫抽油桿更換為普通抽油桿。

(3)加強修井監督，注意檢查絲扣是否完好、下機具時預緊力是否合格，提高施工質量，減少人為原因的斷脫。

2013年水平井開井數仍是111口，通過上述措施，與2012年相比斷脫井數減少65口，所占比例下降5.2%，主要機具斷脫情況見圖3。

圖3 2012～2013年措施效果對比

3 結語

(1)通過以上措施雖然減低了斷脫井次，但加重桿、防脫器斷脫的控制還有很大挖掘空間。

(2)最好引進現場管桿探傷設備，便于隨時檢查機具質量。

(3)隨著油田后期含水上升，機具疲勞腐蝕加劇，應盡快引進新機具并通過數據統計研究其適應性。

[1] 蘇翼林.材料力學(下冊) [M].北京:高等教育出版社，1980.

[2] 張琪.采油工程原理與設計[M].北京：石油大學出版社，2002:147一148.

樊順，男，本科，助理工程師，西南石油大學石油工程專業。