摘 要:本文就油井抽油桿偏磨產(chǎn)生的原由;造成抽油桿管偏磨的影響成因及防腐技術(shù)在防止抽油桿管偏磨措施等三個(gè)方面進(jìn)行研究與探討。
關(guān)鍵詞:油田油井;抽油桿管偏磨;科學(xué)防腐對(duì)策
隨著油田的開發(fā)進(jìn)入高含水期,抽油桿管偏磨是油井生產(chǎn)普遍存在的問題,在油井生產(chǎn)的過程中,由于抽油桿管偏磨,造成成本增加,已嚴(yán)重影響和制約原油生產(chǎn)。
一、油井抽油桿管偏磨課題提出的原由
什么是油井抽油桿管偏磨?目前,在油井生產(chǎn)的實(shí)踐中普遍認(rèn)為:抽油機(jī)井發(fā)生偏磨是由于油井桿管在上下沖程過程中,抽油桿管產(chǎn)生彎曲變形所造成的。通過對(duì)抽油機(jī)井下桿柱進(jìn)行受力分析,確定抽油機(jī)井的桿柱偏磨的主要原因是在抽油桿的上下過程中,由于受到流體通過游動(dòng)閥的阻力、泵活塞與襯套之間的磨阻、抽油桿與油管之間的摩阻以及抽油桿與液體之間的摩阻的作用,產(chǎn)生一個(gè)阻礙抽油桿下行的方向向上的阻力,使得抽油桿的下部受壓,而上部抽油桿柱則由于抽油桿柱自身重力的作用而受拉。因此,在抽油桿在其下行阻力和自身重力的雙重作用下,其結(jié)果是抽油桿在下行過程中上部的運(yùn)行速度要大于下部桿柱的速度,從而產(chǎn)生抽油桿的彎曲變形。而且在抽油桿上必然存在既不受壓也不受拉的一點(diǎn),此點(diǎn)即“中和點(diǎn)”?!爸泻忘c(diǎn)”位置的高低主要取決于抽油桿的下行阻力,而在影響下行阻力的諸因數(shù)較多,其中有哪個(gè)因素發(fā)生變化,就會(huì)導(dǎo)致下行阻力增加,那么“中和點(diǎn)”的位置就要相對(duì)上移。在正常生產(chǎn)和運(yùn)用特殊作業(yè)時(shí),抽油桿管和油管之間形成的磨擦,使抽油桿管造成損傷,這就是通常所說的“偏磨”。
目前,隨著油田區(qū)塊勘探開發(fā)近幾十年的歷史,大多數(shù)油井已進(jìn)入高含水期,由于采用注水等增產(chǎn)措施,經(jīng)??赡芤l(fā)抽油桿斷裂,而且因偏磨造成油管漏失。因此,有必要對(duì)油井桿管偏磨成因、影響因素、防腐措施在防止油井桿管偏磨上的技術(shù)運(yùn)用等方面加以綜合分析研究,為防止桿管偏磨提供可靠的措施
依據(jù)。
二、抽油桿管偏磨的影響成因
顯然,造成油井抽油桿管偏磨的原因是多方面的,但歸結(jié)起來(lái)主要來(lái)自以下幾個(gè)方面:
一是油井結(jié)臘嚴(yán)重。一些油井的原油結(jié)臘嚴(yán)重,有的油井結(jié)臘高達(dá)15-30%,由于結(jié)臘嚴(yán)重,抽油桿與油管在上下運(yùn)行的磨擦之中產(chǎn)生阻力,形成偏磨。
二是井身結(jié)構(gòu)復(fù)雜。油井有直井和斜井兩種,直井與垂直方向一致,斜井與垂直方向成一定角度,對(duì)于斜井在造成斜點(diǎn)一定的范圍內(nèi),油管是彎曲的,抽油泵一般安裝在“造斜點(diǎn)”處。因此,在“造斜點(diǎn)”處,抽油桿與油管必然要發(fā)生磨擦,導(dǎo)致桿管偏磨。對(duì)于直井,由于目前鉆井技術(shù)的限制,在鉆井過程中,隨著鉆井深度的增加,鉆頭與開口“同心度”偏度增加,井筒成為一條不規(guī)則的彎曲線條,也就出現(xiàn)自然井斜,并由此造成桿管
偏磨。
三是封隔器坐封力強(qiáng)。在多油層油井分析過程中,要使用封隔器將油層隔開,封隔器坐封需要一定的坐封力,坐封力會(huì)導(dǎo)致油管彎曲,坐封力越大,油管彎曲度也就越大,油管偏磨也就越嚴(yán)重。反之,也就越小,發(fā)生偏磨的機(jī)遇也就降低。
四是工作載負(fù)荷運(yùn)行。抽油桿在工作過程中,由于受變載負(fù)荷的作用而產(chǎn)生變形,上沖程時(shí)抽油桿柱受拉,上下沖程時(shí),抽油桿受壓,在上部桿柱重力與下部阻力載負(fù)荷作用的“中合點(diǎn)”處油桿產(chǎn)生變形,與油管發(fā)生偏磨。從近幾年的實(shí)踐來(lái)看,造成抽油桿管偏磨的環(huán)境影響因素主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
首先,含水量的影響。其次,介質(zhì)的影響。其三,沖程與沖次的影響。
三、抽油桿管偏磨工作措施與對(duì)策
油井套管腐蝕一致是嚴(yán)重困擾油區(qū)正常生產(chǎn)的技術(shù)難題,在套管外實(shí)施防腐技術(shù)是有效防止腐蝕的有效措施之一。目前,在材質(zhì)無(wú)法滿足要求的情況下,采用化學(xué)方法緩解/或阻止腐蝕最好、也是最常用的方法之一,其本質(zhì)就是在井筒液體中滴加緩蝕劑、殺菌劑、阻垢劑等化學(xué)制劑,目前所用化學(xué)制劑效果比較明顯。解決油井桿、管、泵的腐蝕與損壞措施如下:
一是添加化學(xué)劑。用化學(xué)介質(zhì)方法去掉腐蝕介質(zhì)或改變環(huán)境性質(zhì),以達(dá)到其目的。根據(jù)油氣井腐蝕的環(huán)境和產(chǎn)生情況,有針對(duì)性的選用防腐蝕劑類,進(jìn)一步完善加注制度,這類化學(xué)劑包括緩腐蝕劑、殺菌劑、除酸劑、除氧劑、ph調(diào)節(jié)劑。在此基礎(chǔ)上,筆者推薦使用效果好的MPs-3緩蝕劑、MPs-5緩蝕棒和MZg-1阻垢劑。
二是對(duì)腐蝕惡劣的油井安裝分隔器。并在油桿套管環(huán)處添加緩腐劑的液體,采用這種防腐方法,即可避免防止套管受高壓,也可避免和防止酸性氣體對(duì)油管外壁和套管內(nèi)壁的腐蝕。
三是油井在進(jìn)行酸化作業(yè)。應(yīng)盡量速短酸化和油桿管的磨擦?xí)r間,對(duì)油井酸化后應(yīng)盡可能清除干凈,防止殘酸的腐蝕。加強(qiáng)油井桿管防腐監(jiān)測(cè)與管理。建立完善監(jiān)測(cè)系統(tǒng),使之早發(fā)現(xiàn),采取科學(xué)措施,及時(shí)處置。
四是更換抽油泵,解決抽油泵的充滿度問題,從而緩解凡爾座與凡爾球的氣蝕問題。更換現(xiàn)有的凡爾座與凡爾球,以結(jié)構(gòu)陶瓷替換目前的鋼質(zhì)凡爾座與凡爾球,以解決凡爾座與凡爾球的腐蝕與損壞,并在油管上加掛保護(hù)器,以解決油管與抽油桿的腐蝕問題;在井口向井筒灌加MTP-FHS4200硫化氫緩蝕劑,就目前的產(chǎn)液量而言,每口井每7天灌加25公升即可解決H2S的腐蝕。
五是為防止SRB的腐蝕及防止SRB腐蝕拌生H2S,在每口井定期實(shí)施灌加殺菌劑;在抽油桿拄上加裝扶正防脫器,解決抽油桿偏磨和脫落,延長(zhǎng)檢泵周期;在加裝扶正防脫器的同時(shí),再在桿拄上加裝2—3套扶正助抽器,在解決扶正偏磨的同時(shí),阻止油管內(nèi)壁雜物落井卡泵。
六是強(qiáng)化管理、從源頭抓起。首要問題是保證桿管泵的進(jìn)貨質(zhì)量,盡量在一口井上使用同一生產(chǎn)廠家、同一規(guī)格的油管或抽油桿,特別是油管、抽油桿在拉運(yùn)、入井及上卸扣過程中必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程進(jìn)行,防止桿管的磨損與碰傷。對(duì)純西區(qū)塊油井來(lái)講,必須進(jìn)行采油參數(shù)的優(yōu)化,否則很難從根本上解決抽油泵閥體、閥座與凡爾的損壞與腐蝕問題。