油井组合防偏磨技术研究

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【摘要】抽油机井采油是有杆泵抽油的主体，也是石油工业的传统的采油方式，是迄今为止一直占主导地位的人工举升方式。然而，在世界各国油田的抽油机井采油系统中，由于杆管偏磨造成的油井事故广泛存在。随着下泵深度增加、产出液含水上升，偏磨问题呈上升的趋势，每年因此造成的经济损失巨大。因此，为了维持油田的正常生产，提高经济效益，研究解决抽油杆与油管的偏磨问题有着重大的实际意义。

【关键词】抽油机井 偏磨位置 防偏磨措施

1 概况

辽河油田沈阳采油厂采油作业三区2012年因偏磨导致检泵141井次。其中杆偏磨造成躺井107井次，管偏磨造成躺井34井次。偏磨造成躺井的原因很多，井口不正，拐点斜度大，地层出砂，油井结蜡，冲次过快等原因，而最后造成躺井并不是其中一种因素，而是多种因素组合起来形成的。因此治理油井偏磨不能单一利用一种防偏磨措施，而是需要多种措施并用才能够取得更好的效果。而原有的防偏磨手段比较单一，只有在偏磨井段使用聚四氟偏磨器一种防偏磨措施，通过作业现场反馈信息，发现聚四氟偏磨器的防偏磨效果并不理想，不能够满足对不同井段，不同偏磨原因、程度防止偏磨起到的作用，这样就需要新的防偏磨工具组合起来，治理偏磨延长检泵周期。

2 影响管杆偏磨的原因分析

经过分析，造成管杆偏磨的原因主要有以下几个方面：

2.1 井深结构的影响造成生产管柱弯曲，导致管杆偏磨

因断层部位三向地应力集中，注入水易使断层两侧憋压，造成断层两侧孔隙压力失去平衡，加剧应力集中，另一方面由于平面上地层压力不均衡造成高压区和低压区，这些都会使原来较直的井眼轨迹发生变弯而弯曲。因此发生管杆偏磨的原因之一是由于井身结构的变化影响造成生产管柱弯曲，引起管杆偏磨。

2.2 综合含水和腐蚀介质的影响

当油井产出液的含水大于75%左右时，产出液换相，由油包水型换成水包油型，管杆表面的剂由原油变为产出水，失去了原油的作用，使管杆偏磨加重加快。另外，腐蚀介质的存在，使管杆表面变的疏松和粗糙不平，降低了管杆的表面残余应力和强度，二者相互影响，更加剧了管杆的偏磨。

2.3 低沉没度对管杆偏磨的影响

不同液压下生产的井，原油进入泵的形态会有所不同。一般认为，低沉没度井井底流压低，液体进泵的能力差，会出现供液不足现象。在供液能力差的低沉没度油井内，抽油机上冲程时井液体不能充满泵筒，游动凡尔下面留有气穴，这样在下行程过程中，泵筒内的液面对抽油杆柱会产生“液击”现象，使得抽油杆出现较大瞬时冲击力，该冲击力长期作用于杆柱使杆柱长期产生弯曲变形，从而发生偏磨现象，

2.4 上冲程中油管的弯曲，造成管杆偏磨

（1）在没有内外压作用时，轴向压力是管柱产生弯曲的关键因素。

（2）当管柱内外有液压时，特别是当内外压差较大时，管柱的弯曲行为就会发生更明显的改变。

3 防止杆管偏磨的工艺措施

针对不同的井段偏磨位置，偏磨原因，偏磨程度，在原有的聚四氟偏磨器、柔性杆防偏磨工具基础上与工艺结合应用实心杆扶正器、双保护接箍式扶正器、铸塑杆、防偏磨泵、防偏磨附等新的防偏磨工具。根据不同的偏磨现象，应用不同的防偏磨工具组合。

（1）针对拐点斜度大的偏磨井，利用铸塑杆与柔性杆的组合，在偏磨最严重的拐点处下入铸塑杆，在铸塑杆上端连接柔性杆，用来释放扶正偏磨位置带来的应力。

（2）针对偏磨井段较长且偏磨程度一致的油井，采取聚四氟偏磨器与柔性杆的组合，这样可以减少房偏磨措施下入井内的数量增大防偏磨措施的范围，减小防偏磨措带来的杆柱负荷。

（3）针对杆柱上部偏磨的油井，采取双保护接箍扶正器和柔性杆的组合，这样既可以在油井结蜡井段尽量减少防偏磨措施与油井结蜡产生的负荷，又能起到较好的防偏磨效果。

（4）针对一些偏磨位置特别，偏磨程度不同的特殊油井，采取的是三种或三种以上的防偏磨工具组合，从而更加合理全面的治理偏磨。

4 现场实施情况及经济效益分析

2012年共实施防偏磨措施277井次，累计下入井内：柔性杆114根、防偏磨器3566个，铸塑杆2235根、双向保护接箍式扶正器315个、防偏磨泵1个。通过对新防偏磨工具组合应用，12年防偏磨治理工作效果明显，12年采油作业三区检泵270井次，躺井率7.2%，11年躺井350井次，躺井率9.2%，与11年对比，躺井数量减少了80井次，躺井率降低了2%。12年平均检泵周期比11年延长34天。12年实施对新防偏磨工具组合，综合治理偏磨工作。对比11年减少了80井次躺井。节约作业费用80*3.4万元=272万元，累计增油1.5吨/井次/天*80井次*3天=3600吨，创造价值3600吨*0.3726万元/吨=1341.36万元。实施277井次防偏磨措施成本40个/井次*277*200元+114*200元+315*300元=233.33万元。总计创效272+1341.36-233.33=1380.03万元。

5 取得的成果和突破

2012年在采油作业三区实施防偏磨工具组合治理偏磨后，油井的偏磨现象得到了较好的控制，并且延长了油井的检泵周期 ，减少了频繁作业对总体产量的影响。针对不同井段偏磨原因、偏磨程度，采取不同的防偏磨组对综合治理因偏磨减少躺井，取得了较好的效果。

6 结论及建议

新的防偏磨工具组合治理油井偏磨，是科学有效的。对于油井复杂的地下情况和不同的偏磨原因，应该采取这种针对性强，治理效果好的的防偏磨措实施，延长了油井的检泵周期，降低了成本，为油田稳产提供了良好的基础。

下步躺井控制上的建议：

（1）应用偏磨数值模拟模型。利用偏磨数值模拟的软件，模拟抽油杆在井下的运动状态以及采取偏磨措施后的运行状态，找到最佳的偏磨措施，延长油井的检泵周期。

（2）注塑杆上一根使用3个扶正器没有必要，一是现场跟踪基本上没有杆本体发生偏磨的；二是扶正力太强，挠曲力不能得到释放，造成偏磨位置发生变化，而且偏磨得更加严重。建议每根注塑杆保留1或2个扶正器即可。

参考文献

[1] 马卫国，杨新冰，张利华，等.抽油杆管偏磨成因及解决措施.石油矿场机械，2009（01）

[2] 李建国.机采井管杆磨损机理研究与对策[D].中国石油大学，2007

[3] 马占东，张安德，肖月杰，等. 抽油机偏磨井防偏磨综合技术. 石油钻探技术，2005，33（1）