八面河油田油潤滑防偏磨工藝研究與現(xiàn)場應(yīng)用

汪 睿

（中國石化江漢油田分公司江漢采油廠，湖北 潛江433123）

1 油潤滑工藝技術(shù)應(yīng)用背景

1.1 多輪次作業(yè)井居高不下

2011年至2012年在采油過程中采用傳統(tǒng)的油井防偏磨工藝重復(fù)作業(yè)井居高不下。2011年～2012年重復(fù)作業(yè)井情況統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 2011年～2012年重復(fù)作業(yè)井情況統(tǒng)計(jì)

2012年維護(hù)作業(yè)井作業(yè)原因分類統(tǒng)計(jì)見表2。通過表2可以發(fā)現(xiàn)，2012年主要由偏磨腐蝕造成的油管失效共339井次，占維護(hù)作業(yè)總井次的50.4%，油管失效仍是八面河油田近幾年維護(hù)作業(yè)的主要原因，而偏磨則成為了油管失效的主要原因。

表2 2012年維護(hù)作業(yè)井作業(yè)原因分類統(tǒng)計(jì)

1.2 含水是影響桿管偏磨的重要因素

通過對作業(yè)原因進(jìn)行分析，導(dǎo)致偏磨的主要原因除了不可改變的井身結(jié)構(gòu)、抽油桿及油管彎曲外，高含水的井液介質(zhì)也大幅加劇了桿管的偏磨腐蝕速度。

從近幾年的情況來看，多輪次作業(yè)井主要集中在含水大于90% 的區(qū)間（見表3）。

表3 近幾年高含水期（含水大于90%）的多輪次作業(yè)井情況統(tǒng)計(jì)

通過對不同含水區(qū)間，桿、管摩擦系數(shù)的測定實(shí)驗(yàn)結(jié)果來看，摩擦系數(shù)隨著含水的升高大幅增長。尤其是在含水大于90% 時(shí)，其摩擦系數(shù)是含水小于70% 時(shí)的3.5倍－6倍（見表4）。

表4 實(shí)驗(yàn)室測定含水與摩擦系數(shù)的關(guān)系表

也就是說，含水升高導(dǎo)致桿、管偏磨機(jī)率增加。2012年全廠因偏磨造成的維護(hù)作業(yè)383井次，其中有208井次含水在95% 以上，占總維護(hù)作業(yè)井次的54.3%。并且，隨著含水率的上升，偏磨失效井次也相應(yīng)上升。這也從實(shí)際方面證實(shí)了上述結(jié)論，因此，高含水是造成油井偏磨的重要原因（見圖1）。

圖1 2012年偏磨失效井與含水的關(guān)系曲線

2 油潤滑工藝技術(shù)

2.1 主要技術(shù)思路

油潤滑工藝技術(shù)思路（見圖2）。

圖2 油潤滑工藝技術(shù)思路示意圖

2.2 作用實(shí)現(xiàn)方式

1）井筒自產(chǎn)井液的重力分異（改進(jìn)前）

高含水井產(chǎn)出液由空心桿采出地面，由于重力沉降的原因在空心抽油桿與油管間的環(huán)形空間內(nèi)將逐漸充滿原油，使空心抽油桿與油管間始終處于良好的潤滑狀態(tài)，當(dāng)柱塞下行時(shí)，井液進(jìn)入泵上與井口密封器之間的空間；柱塞上行時(shí)，該空間被壓縮，井液由出油孔進(jìn)入空心抽油桿，通過與空心桿相連的出油軟管被排至地面，完成一個(gè)工作循環(huán)（見圖3）。

2）直接注入原油（改進(jìn)后）

主要是把出油閥堵死，井液不直接進(jìn)入桿管環(huán)空?？招某橛蜅U底部少了進(jìn)油孔，解決了舊油潤滑存在的下部油水混合帶偏磨失效及井口需要定期放氣的問題。而且桿、管環(huán)空通過人工注入原油，不依賴井液介質(zhì)，改高含水的桿、管間類金屬干摩擦環(huán)境為低含水的桿、管潤滑摩擦環(huán)境，有效地起到了減磨抑腐的作用。兩型油潤滑見圖3。

圖3 兩型油潤滑示意圖

2.3 實(shí)際設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）抽油桿必須使用空心桿；

2）油管最好用Φ89 mm油管；

3）從井口替原油時(shí)必須把活塞提出泵筒；

4）替原油一定要替至井口返出液為純油方可。

3 油潤滑技術(shù)推廣規(guī)模及日常管理

3.1 推廣規(guī)模

目前為止，共計(jì)使用油潤滑18井次，在用13井次，主要應(yīng)用于北區(qū)、廣北區(qū)和南區(qū)部分偏磨比較嚴(yán)重的油井（見表5）。

表5 油潤滑技術(shù)推廣規(guī)模及分布情況統(tǒng)計(jì)

3.2 日常管理

1）舊型油潤滑工藝的日常管理

對于有套管氣的油井，由于工藝本身使桿管環(huán)空形成半密閉空間，套管氣不可避免地要進(jìn)入桿管環(huán)空，造成較高的井口壓力，因此，必須要定期進(jìn)行放氣。如果放氣不及時(shí)，氣體壓迫液面下降，造成上部干磨，影響應(yīng)用效果。

另外，進(jìn)油孔附近是個(gè)出油通道，始終處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，進(jìn)油孔上50米內(nèi)形成高低含水過渡帶，造成局部高含水帶，使?jié)櫥阅茏儾睢?/p>

2）新型油潤滑工藝的日常管理

必須要定期在井口補(bǔ)充潤滑介質(zhì)。補(bǔ)充潤滑介質(zhì)周期主要根據(jù)如下兩個(gè)方面確定：

一是根據(jù)泵的漏失量計(jì)算周期；

二是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)井口盤根磨光桿后就及時(shí)補(bǔ)充潤滑介質(zhì)。介質(zhì)類型主要是廢機(jī)油和聯(lián)合隊(duì)原油。

4 油潤滑技術(shù)應(yīng)用效果分析

4.1 使用效果分析

1）載荷及電流的變化

生產(chǎn)參數(shù)相同的情況下，應(yīng)用油潤滑工藝后，油井的最大載荷及上行電流普遍增加，而最小載荷及下行電流減小。這是空心桿本身相對普通實(shí)心桿較重、空心桿本身受液流阻力及桿管潤滑摩擦等的綜合影響。

J5－X297、J5－X97、J5－34、G3－X171油潤滑井應(yīng)用前后載荷及電流情況對比見表6。

使其處于同一生產(chǎn)參數(shù)的約束，并去除桿重影響后，最大最小載荷均在減小，潤滑作用明顯（見表7）。

表6 幾口油潤滑井應(yīng)用前后載荷及電流情況對比

表7 折算后（同樣生產(chǎn)參數(shù)下去除桿重影響）與應(yīng)用前載荷情況對比表

2）應(yīng)用效果分析從使用效果來看，目前在用的油潤滑井檢泵周期由102天上升到208天，延長逾2倍，減少作業(yè)次數(shù)21井次。

目前在用油潤滑井應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)見表8。

表8 目前在用油潤滑井應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)

目前因各種原因停用的油潤滑井平均檢泵周期也由78.4天上升到154.6天，也延長近2倍。年作業(yè)次數(shù)由使用前的20井次減少到11井次，較使用前減少9井次。目前已停用井油潤滑應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)見表9。

表9 目前已停用井油潤滑應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)

從整體的應(yīng)用效果來看，油潤滑技術(shù)可以有效地延長多輪次作業(yè)井檢泵周期。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

4.2.1 增加的費(fèi)用投入

技術(shù)服務(wù)費(fèi)用：2.8萬元

1 000米泵掛，空心桿與普通桿差價(jià)：（65－30）×1 000＝3.5萬元

投入合計(jì)：2.8＋3.5＝6.3萬元

4.2.2 經(jīng)濟(jì)效益測算

延長作業(yè)周期2倍，減少作業(yè)費(fèi)用7萬元。

偏磨井每次作業(yè)報(bào)廢管、桿15%（1 000米泵掛）每年作業(yè)三次：

1 000×0.15×（70＋30）×3＝45 000（元）＝4.5萬元

減少作業(yè)周期時(shí)效增油（占井、恢復(fù)正常7天，日產(chǎn)原油3噸）

3×7×3 000（元／噸）＝63 000（元）＝6.3萬元

每年單井產(chǎn)生效益為：

7＋4.5＋6.3－（3.5＋6.3）＝8萬元

目前累計(jì)應(yīng)用18口井，年累計(jì)產(chǎn)生效益8×18＝144萬元。

5 結(jié)論

1）采用傳統(tǒng)的油井防偏磨工藝重復(fù)作業(yè)井次數(shù)居高，尤其是在含水大于90% 時(shí)桿、管的摩擦系數(shù)增大，多輪次作業(yè)次數(shù)成倍增加。

2）應(yīng)用油潤滑工藝技術(shù)后，桿、管環(huán)空充滿潤滑油，摩擦系數(shù)減少，環(huán)空密封，不受井液沖蝕，在空心桿間提供了油流通道，增強(qiáng)了抗彎能力，減緩了桿、管間的腐蝕和磨損程度，延長了抽油桿的使用壽命，減少了作業(yè)次數(shù)，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

［1］沈迪成.抽油泵［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994：295－346.

［2］孫寶福，李井學(xué).空心抽油桿調(diào)質(zhì)感應(yīng)加熱功率計(jì)算［J］.石油機(jī)械，1999（7）：5－8.

［3］崔振華，等.有桿抽油系統(tǒng)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1994：25－470.

［4］許濤，陸正元，李輝，許占恒，陳靜.抽油機(jī)斜直井桿管接觸與磨損力學(xué)模型［J］.斷塊油氣田，2012，19（1）：124－126.