抽油井偏磨原因分析及預(yù)防措施

李立群

(大慶油田第四采油廠 第三油礦，黑龍江 大慶 163511)

1 偏磨原因分析

某礦自1999年出現(xiàn)第一口偏磨油井以來，截止到2002年底，已累計發(fā)現(xiàn)偏磨井285井次。僅2002年就出現(xiàn)164井次，占當(dāng)年檢泵井的46.9%。通過對164口桿管偏磨井的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)具有以下共同規(guī)律。

1.1 含水影響

統(tǒng)計含水小于75%的油井，偏磨井?dāng)?shù)為17口，占檢泵井的10.4%。而含水大于76%的油井，偏磨井?dāng)?shù)147口，占檢泵井的89.6%。尤其當(dāng)含水大于86%以上時，偏磨井?dāng)?shù)高達(dá)109口，占檢泵井的66.4%。從不同含水區(qū)域統(tǒng)計表可以看出：當(dāng)單井含水超過76%以上時，含水越高，偏磨井?dāng)?shù)越多。含水在76%-80%時，偏磨井?dāng)?shù)15口，占總偏磨井?dāng)?shù)的9.0%;含水在81%-85%時，偏磨井?dāng)?shù)23口，占14%;當(dāng)含水高于90%時，偏磨井?dāng)?shù)56口，占34.1%。如某井，1998年，單井含水75.6%，該井未出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象，1999年5月，該井含水達(dá)到76.3%時，油井因偏磨而檢泵一次，此后，隨含水的上升，該井偏磨現(xiàn)象是越來越嚴(yán)重，到2003年，已因偏磨檢泵5井次，平均檢泵周期233天。有關(guān)資料表明：當(dāng)原油含水高于85%以后，乳化液的物性發(fā)生了改變，由原來油包水型改為水包油型。因此，抽油桿與油管間的接觸也呈現(xiàn)非潤滑狀態(tài)。

1.2 抽汲參數(shù)影響

統(tǒng)計164口偏磨井，泵徑在Φ70mm以上的有58口，占偏磨井的35.4%;沖程3m以上的有130口井，占79.3%;沖次高于9次/分以上的有85口井，占51.8%。從偏磨井生產(chǎn)參數(shù)統(tǒng)計表可以看出，在泵徑方面，大泵偏磨幾率較高。Φ57mm泵偏磨井共有31口，占偏磨總數(shù)的18.9%;Φ70mm泵偏磨井有33口，占20.1%;Φ83mm泵偏磨井有25口，占15.2%;三項合計89口，占54.3%。在沖程方面：3m以上沖程偏磨幾率較高。3m沖程偏磨井有116口，占偏磨井?dāng)?shù)的70.7%;4.2m沖程偏磨井有5口，占10.8%;二項合計121口，占81.5%。在沖次方面：6次/分沖次偏磨幾率較高。6次/分偏磨井有53口，占偏磨總井?dāng)?shù)的32.3%;9次/分偏磨井55口，占33.5%;二項合計65.8%。如某井，泵徑Φ70mm，沖程3m，沖次9次/分，從2000年開始，頻繁由于偏磨檢泵，檢泵周期只有185天。過大的抽汲參數(shù)一方面增加了抽油桿運動頻次，進而加大了桿管偏磨的幾率，另一方面使油井的沉沒度過低，易于產(chǎn)生液擊現(xiàn)象。

1.3 沉沒度影響

統(tǒng)計結(jié)果表明，沉沒度低于100m的偏磨井有88口，占總數(shù)的53.7%，特別是有67口井沉沒度低于50m，占40.9%。如某井2000年以來，沉沒度在50m左右，功圖顯示，油井嚴(yán)重供液不足，至2002年，已偏磨檢泵4次，平均檢泵周期182天?？梢?，過低的沉沒度使油井產(chǎn)生了液擊現(xiàn)象。

不同沉沒度區(qū)間統(tǒng)計表

2 預(yù)防措施

2.1 合理調(diào)整抽汲參數(shù)

在保證生產(chǎn)的前提下，優(yōu)化抽汲參數(shù)，對減緩偏磨現(xiàn)象尤為重要。經(jīng)反復(fù)試驗發(fā)現(xiàn)，長沖程、慢次次對緩解偏磨現(xiàn)象很實用。到2010年，這個區(qū)塊共優(yōu)化抽汲參數(shù)1324井次，沖程利用率由優(yōu)化前54.2%上升到優(yōu)化后的64.3%;沖次利用率由原來的63.4%下降到49.5%;油井平均沉沒度由2002年的255m升到2010年的378m;沉沒度小于50m的井由原來的152口下降到53口。如某井，2001年日產(chǎn)液35噸/日、產(chǎn)油3.5噸/日，綜合含水90%，采用Φ57mm泵徑，3m沖程，9次/分參數(shù)生產(chǎn)，沉沒度57.31m，2002年。調(diào)整參數(shù)為泵徑Φ44mm，2.5m沖程，6次/分沖次，調(diào)整后，日產(chǎn)液31噸/日，產(chǎn)油2.8噸，含水90.3%，沉沒度上升到201.3m。原來偏程檢泵4次，平均檢泵周期197天，調(diào)整后，減緩偏磨現(xiàn)象，平均檢泵周期751天。

2.2 使用抽油桿扶正器

應(yīng)用犧牲法原理研制出抽油桿扶正器。即在抽油桿柱上安裝若干耐磨材料的小短節(jié)，使短節(jié)與油管相磨，變油管與抽油桿的硬磨擦為管、桿之間的軟磨擦，最終延長桿管的使用壽命。扶正器的使用大約經(jīng)歷了三個階段：第一階段，在部分偏磨井段上應(yīng)用，使用后發(fā)現(xiàn)偏磨點上移;如某井，偏磨長度為598-689m之間，在這一區(qū)間增加了30個扶正器后，偏磨點上移至352-524m之間;第二階段，全井應(yīng)用，使用后發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)偏磨;第三階段，全井泵內(nèi)扶正。此外，對扶正器的安裝間距進行了研究，扶正器的安裝間距：

式中：m-是自然數(shù);E-材料彈性模量，210×109N/m2

I-抽油桿截面慣性矩，對于圓鋼I=(π/64)d4

當(dāng)取m=1時，扶正效果最好。

3 結(jié)論

3.1 水驅(qū)油井偏磨因素主要受含水上升導(dǎo)致乳化液性質(zhì)改變，而使桿管之間失去了潤滑作用，同時由于抽汲參數(shù)過大，沉沒度過低更使得這一現(xiàn)象雪上加霜。

3.2 含水上升是油田開發(fā)必須面對的現(xiàn)實情況。因此，治理偏磨現(xiàn)象主要從兩方面入手：一是合理調(diào)整抽汲參數(shù)，盡量采用長沖程，慢沖次的抽汲組合;二是應(yīng)用抽油桿扶正器，減緩偏磨現(xiàn)象。

3.3 應(yīng)繼續(xù)對扶正器進行深入研究，包括材質(zhì)、種類、安裝方式等，最大限度延長桿管的使用壽命。