油井偏磨综合治理技术应用

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摘要：偏磨井主要是由井斜、井液特性、抽油机井工况特性等以上诸因素相互叠加，共同作用下造成，为了降低作业成本，延长油井免修期，开展了油井偏磨综合治理技术研究。对偏磨井采取综合治理措施，逐步形成以“扶正、加重、锚定”为主导的偏磨井综合治理技术。

关键词：油井偏磨治理技术 偏磨井 研究

1引言

滨南所辖的八个油田，油井开井1176口，其中抽油机井1146口。偏磨井多达286口，占抽油机井的25.0%，且呈上升趋势。这批井的作业周期仅为3-8个月， 导致了油井维护作业工作量增加，大量管杆材料报废，增加了生产成本，严重制约了油田的开发建设。因此开展油井偏磨综合治理技术研究，探索管、杆偏磨防治技术，防止或减轻管、杆偏磨是减少油井维护作业工作量，降低作业成本，延长油井免修期，提升油田开发效益的重要手段。

2 偏磨机理分析

2.1 井斜使偏磨成为必然

造成井斜的因素很多，主要有自然井斜、人工井斜和地层蠕变等。

自然井斜：在钻井过程中一般认为井斜角小于30为合格，为了控制井斜增大需多次纠偏，形成多个拐点。由于井斜角的存在和方位角的复杂变化，从形态上看，井身轨迹在空间上是一条螺旋状曲线，杆管的多点接触，多点偏磨不可避免。

人工井斜：随着钻井技术的发展和油田开发的需要，人工定向斜井越来越多。一般来讲，造斜点越浅，井斜角越大，则此处的侧向力越大，偏磨越严重。人工定向斜井的增加，一方面提高了油田的开发效益，另一方面也对采油工艺提出了更高的要求。

地层蠕变：由于地层应力方向及平面及纵向的非均质性，加之多年的强采强注，井况进一步恶化，形成“拐点”，是引起偏磨的重要原因。

2.2 井液特性加剧偏磨

一是含水上升的影响。随着老油田开发的不断延续，产出液的综合含水逐步上升，由油包水型向水包油型转换，于是杆管表面的摩擦剂由原油变成了产出水，失去了原油的保护作用，导致抽油杆与油管内壁磨损速度加快。

二是腐蚀的影响。产出液中含二氧化碳、硫化氢和铁质，以及腐蚀性离子和细菌产物，导致管杆腐蚀。

三是油井结蜡和油稠的影响，油井结蜡使结蜡点以上抽油杆，下行程受到的阻力急剧增加，产生弯曲偏磨；油稠使抽油杆上行和下行阻力均增大，对其运动过程产生不利的影响，加剧偏磨。

四是油井出砂加剧管杆偏磨。

2.3 抽油机井工况特性决定了偏磨不可避免

根据抽油机井工作特性和受力分析，形成了以下三种理论。

一是屈曲理论。在抽油生产过程中，抽油杆柱受轴向压力的作用产生失稳弯曲，弯曲的形状与轴向压力大小有关。下冲程时杆柱受到的轴向压力主要来源于泵筒与柱塞间的摩擦力、凡尔的过液阻力以及杆液间的摩擦力。计算表明，在泵上端的杆柱受到的轴向力最大，向上到中和点轴向压力逐渐变小。

二是振动理论。抽油杆柱的变速运动及承受的交变载荷，使抽油杆柱产生振动，加剧偏磨的程度和范围，特别是在中和点附近，振动将增加轴向压力，导致中和点上移，扩大了偏磨范围，同时将增加抽油杆弯曲冲击的动量和冲量，加大了偏磨的程度。

三是侧向力理论。抽油机井在生产过程中，杆柱所受到的侧向力主要来源于粘弹性液体产生的法向作用力、轴向压力及振动产生的侧向作用力。

3 油井偏磨综合治理的配套技术

3.1 偏磨治理的总体工作思路

1、完善组织机构，加强现场指导和信息交流。为了提高偏磨井的治理效果，采油厂成立了由主管领导挂帅，作业科、工艺所、采油矿、作业公司、准备大队等部门工程技术人员参加的油井偏磨治理项目组。项目组人员及时深入到每口偏磨井的作业施工现场，分析油井偏磨的原因，认真录取有关数据资料。由项目组根据现场录取的资料，制定防偏磨措施，以保证工艺措施的有效性。同时定期召开偏磨例会，对偏磨井的治理情况进行总结，分析治理效果，交流治理信息。形成了组织协调、信息反馈、方案优化、措施制定、作业施工、效果跟踪的完整管理网络，保证了偏磨井治理的有效实施。

2、完善“锚定、加重、扶正”防偏磨工艺配套体系，立足于现有的采油设备能力，以有杆泵配套模式治理为主，其它治理方式为辅。

3、引进自动防偏磨抽油杆，逐步淘汰尼龙扶正器和滚轮扶正器，确立以自动防偏磨抽油杆为主导工艺的新偏磨治理模式。

4、积极开发、引进和应用新工艺、新技术，不断拓宽偏磨治理的视野，提高偏磨治理效果。

5、根据管杆偏磨形态差异，有针对性地对偏磨井采取分类治理措施。

3.2偏磨井综合治理技术配套

3.2.1自动防偏磨抽油杆加倒拉锚治理技术

a.HW自动防偏磨抽油杆：

HW自动防偏磨抽油杆是一种用于直井、斜井井下防偏磨的采油工具。主要由杆体和扶正体组成，杆体表面进行了精磨和镀铬处理；扶正体为增强尼龙66注塑而成，其表面嵌有导油槽，根据井下偏磨井段的长短和位置按设计要求自由联接下入。

可以根据井下井下油管变形程度以及油管内表面的摩擦力的大小自行选择扶正摩擦的位置，扶正体相对固定于管柱内某个位置，不与油管产生相对摩擦，起到延长扶正体的使用寿命和扶正杆体的作用；杆体在扶正体内孔中上下滑动运行，由于杆体和扶正体内孔都做了减阻工艺技术处理，其相触摩擦系数很小，使得杆体与扶正块之间在液体中产生的摩擦很小，从而达到防止抽油杆与油管间产生摩擦，延长扶正体在油管中的有效使用时间。

b.管柱锚定技术：

首选机械预张力锚定。根据不同井况目前基本上采用两种工具实现两种工艺目的。一是（不用定期热洗井的）普通情况下SSJ-115倒拉机械预张力锚定；二是结蜡、油稠等需定期热洗井下XS-115洗井油层保护器，不但管柱可以实现预张力锚定，还解决了很多井的热洗问题，且大大缩短了洗井后的排水时间。

3.2.2 特殊接箍防偏磨技术

a.镀铬接箍：是将抽油杆接箍磨光、镀铬处理，提高其光洁度、硬度及抗腐蚀能力，减小摩擦系数，达到减轻抽油杆磨损的目的。

b.双向保护接箍：在普通抽油杆接箍上涂覆一层AOC-160耐磨耐蚀减磨涂层，经过特殊表面处理工艺加工而成。接箍与油管摩擦过程中，涂层以片状形式转移到油管表面，降低了接箍和油管之间的摩擦系数，起到保护和减缓了油管磨损的作用。3.2.3小电泵采油工艺技术

采用小电泵采油工艺技术可以彻底解决偏磨问题。该技术适应井况较好、供液能力强、不出砂的井。在三矿偏磨严重的6口井采取了小电泵采油工艺措施，由于小电泵质量问题，成功率仅为50%，但成功的3口井目前仍正常生产，免修期均达到了600天以上。

4油井偏磨治理效果评价

4.1 对定向斜井、直井管杆偏磨严重的采取防偏磨抽油杆加倒拉锚措施进行综合治理。实施145井次，有效127井次，有效率达到了87.6%，平均检泵周期延长135天。采油二矿采用防磨杆治理的47口偏磨井，目前44口井生产正常，有效率达93.6%，平均检泵周期延长180天。滨3-6-X14井是第一口下防磨抽油杆井，已正常生产426天，延长检泵周期331天。

4.2 对抽油杆接箍磨损严重的井，采用镀铬接箍、双向保护接箍等措施进行治理措施。实施49井次，有效41井次，有效率83.7%。

4.3 对轻微偏磨的油井采取扶正器、加重杆等配套措施进行治理。利16-5井在作业时发现抽油杆偏磨，在偏磨位置下入了10个抽油杆扶正器，检泵周期由原先的180天延长到365天，至今正常生产。