實(shí)心桿套管采油技術(shù)研究

張長華

(勝利石油管理局現(xiàn)河采油廠，山東 東營 257000)

小井眼鉆井的成本低，開采的成本低，已經(jīng)在全國各油田得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，主要用于開采常規(guī)方法無法經(jīng)濟(jì)開采的油藏和區(qū)塊。在小井眼油井中采用常規(guī)的有桿泵采油系統(tǒng)，由于油管的直徑較小，會影響到抽油泵的大小和工作深度，而且下入油管后，油管和套管之間的空間較小，導(dǎo)致了常規(guī)有桿抽油系統(tǒng)油管和套管之間的偏磨現(xiàn)象嚴(yán)重，增加了油井檢泵和維修的工作量，降低了有桿抽油系統(tǒng)的工作壽命，增加了小井眼油井的開采成本。實(shí)心桿抽油系統(tǒng)，通過特殊設(shè)計(jì)的分割裝置，將套管分成兩個(gè)部分，再通過增加尾管的方式，實(shí)現(xiàn)了無油管實(shí)心桿采油。和常規(guī)的有桿泵采油系統(tǒng)相比，無油管實(shí)心桿采油技術(shù)的成本低，對于油井裝置的改造少，節(jié)省了大量的油管管柱，而且可以實(shí)現(xiàn)小井眼油井的大泵深抽的采油目標(biāo)。

1 實(shí)心桿采油技術(shù)基本理論分析

實(shí)心桿套管采油技術(shù)主要的特點(diǎn)就是不采用油管，在采油過程中，兩種采油方法的偏磨現(xiàn)象還是有區(qū)別的，在常規(guī)的有桿泵采油技術(shù)中，主要存在著抽油桿和油管之間的偏磨，同時(shí)也存在著油管和套管之間的偏磨。而在無油管實(shí)心桿采油技術(shù)中，主要存在著實(shí)心桿和套管之間的偏磨。在常規(guī)的有桿泵采油過程中，當(dāng)抽油桿向下運(yùn)動時(shí)，在液體的浮力、閥門的阻力和柱塞摩擦力等阻力的作用下，阻礙了抽油桿的向下運(yùn)動，在阻力的作用下，抽油桿的下部會發(fā)生扭曲和旋轉(zhuǎn)，發(fā)生扭曲和旋轉(zhuǎn)的抽油桿會貼到油管壁中，在抽油桿運(yùn)動的過程中會存在偏磨的現(xiàn)象。如果油井油管的底部沒有固定住，在抽油桿上沖程運(yùn)動時(shí)，油管底部在壓力的作用下，會產(chǎn)出相應(yīng)的彎曲變形，抽油桿在拉力的作用下會處在直線狀態(tài)，這樣在抽油桿運(yùn)行的過程中，也會和彎曲部分的油管產(chǎn)生一定的摩擦，形成偏磨。彎曲變形的油管也會和套管接觸，從而形成了油管和套管之間的偏磨。在利用套管采油的過程中，由于沒有使用油管，在抽油桿向上運(yùn)動時(shí)，不會存在抽油桿和油管之間的偏磨，只有在抽油桿向下運(yùn)動時(shí)，抽油桿受到底部各種阻力的綜合影響，會使抽油桿柱發(fā)生一定的彎曲和扭轉(zhuǎn)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的抽油桿會和套管接觸，運(yùn)動的抽油桿摩擦套管，形成了套管的偏磨現(xiàn)象。通過分析可以得出，實(shí)心桿采油技術(shù)的偏磨問題要比常規(guī)有桿泵采油技術(shù)的偏磨的問題簡單。通過理論分析可以得出，套管采油技術(shù)中抽油桿和套管之間的間隙要大于常規(guī)采油技術(shù)的，因此套管采油技術(shù)對于抽油桿的彎曲強(qiáng)度極限要求要相對低一些，在一定同等彎曲變形的條件下，常規(guī)有桿泵采油系統(tǒng)中會存在抽油管和油管之間的摩擦，但是在套管采油技術(shù)就不會發(fā)生抽油管和套管之間的摩擦，因此可以得到，在一定的抽油桿彎曲變形范圍內(nèi)，和常規(guī)有桿泵采油技術(shù)相比，套管實(shí)心桿采油技術(shù)要容易避免偏磨現(xiàn)象的存在。

2 實(shí)心抽油桿采油技術(shù)設(shè)計(jì)研究

實(shí)心桿套管采油技術(shù)的設(shè)計(jì)首先要確定油井動液面的高度，在計(jì)算的的過程中，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到井底的原油的流動壓力，利用計(jì)算得到的流動壓力以及相關(guān)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到油井的原油的流動狀態(tài)，根據(jù)得到原油的流動狀態(tài)預(yù)測得到實(shí)心桿采油系統(tǒng)的產(chǎn)量和頂?shù)琢鲃訅毫?，最終確定實(shí)心桿采油系統(tǒng)動液面的高度。在確定油井的動態(tài)后，為了不斷的提升實(shí)心桿采油系統(tǒng)的有效性，需要嚴(yán)格按照相應(yīng)的計(jì)算步驟來進(jìn)行動液面的計(jì)算。抽油桿是實(shí)心桿采油技術(shù)的關(guān)鍵部分，桿柱的材質(zhì)、大小以及組合方式等都會對實(shí)心桿采油技術(shù)的效果產(chǎn)生影響，因此需要進(jìn)行科學(xué)合理的抽油桿的計(jì)算。為了能夠精確的選擇合適的抽油桿系統(tǒng)，要做好抽油桿載荷的計(jì)算工作，在定向井抽油桿載荷計(jì)算時(shí)，首先要進(jìn)行定向井抽油桿的受力分析，仔細(xì)的分析定向井的井斜角、曲率等因素對于抽油桿受力的影響，針對具體的定向井結(jié)構(gòu)，建立相應(yīng)的定向井抽油桿受力模型，這樣就可以得到準(zhǔn)確的抽油桿載荷分析。在油田常規(guī)的采油桿柱系統(tǒng)，一般都會采用倒金字塔式的結(jié)構(gòu)，上部桿具尺寸要比下部桿具的尺寸要大，在這種倒金字塔結(jié)構(gòu)中，最下部桿具的尺寸較小，機(jī)械強(qiáng)度相對較低。在實(shí)心桿采油技術(shù)中，當(dāng)抽油桿向下運(yùn)動時(shí)，下部的抽油桿會在壓力的作用下發(fā)生彎曲，如果下部抽油桿的強(qiáng)度不夠，彎曲的抽油桿會貼到套管壁上，從而容易造成抽油桿和套管的偏磨，為了盡量減小這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以在下部的抽油桿中添加一定數(shù)量的加重抽油桿。在實(shí)心桿套管采油系統(tǒng)中，油井抽油桿下部有偏磨現(xiàn)象，而且實(shí)心桿采油技術(shù)中管桿之間的間距要遠(yuǎn)大于常規(guī)有桿泵采油技術(shù)的管桿間距。因此需要對抽油桿的扶正器進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，從而最大限度的避免抽油桿和套管的偏磨，減小油井檢修的時(shí)間和成本。通過常規(guī)有桿泵采油轉(zhuǎn)實(shí)心桿采油的兩口井的試驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的實(shí)心桿套管采油技術(shù)，能夠較好的實(shí)現(xiàn)抽油桿的扶正居中，有效的減少抽油桿和套管之間的偏磨，油井的產(chǎn)液量明顯的增加，通過兩種方法的測試的示功圖分析可以得出，實(shí)心桿套管采油技術(shù)懸點(diǎn)載荷明顯的減小，實(shí)心桿套管采油技術(shù)更高效，更節(jié)能。

3 結(jié)束語

小井眼采油技術(shù)低成本的優(yōu)勢，已經(jīng)在全國各油田得到廣泛的應(yīng)用，但是由于井眼尺寸的限制，常規(guī)的有桿泵采油技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)小井眼油井的高效開采。實(shí)心桿套管采油技術(shù)可以充分的利用小井眼的井下空間，達(dá)到小井眼大泵深抽的目標(biāo)。實(shí)心桿套管采油技術(shù)中，主要存在著實(shí)心桿和套管之間的偏磨。在一定的抽油桿彎曲變形范圍內(nèi)，和常規(guī)有桿泵采油技術(shù)相比，套管實(shí)心桿采油技術(shù)要容易避免偏磨現(xiàn)象的存在。通過研究為提高小井眼油井的開采效率以及油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

［1］李振智.實(shí)心抽油桿套管采油技術(shù)研究［J］.石油機(jī)械.2004.32(10):46－47

［2］佘澤華，于新哉等.新型無油管采油裝置［J］.石油機(jī)械.l999.27(l2):37－38