長柱塞防砂泵配套舉升工藝在榮72塊的應(yīng)用

摘 要：榮72塊隨著開發(fā)時間的延長，由于缺乏有效的能量補充方式，液面不斷下降，并且面臨著地層粘土膨脹，砂、蠟、氣影響，偏磨嚴(yán)重、檢泵周期短等問題，嚴(yán)重制約了油井的正常生產(chǎn)。為了解決這些問題，經(jīng)過近幾年研究和實施效果分析優(yōu)化，最終確定了一種適合于該區(qū)塊的以長柱塞防砂泵為主體配套舉升工藝，并根據(jù)不同井況配套使用鋼制連續(xù)抽油桿、自旋式刮蠟扶正器、油管旋轉(zhuǎn)器等井下工具，實施后效果良好，達(dá)到了延長檢泵周期的預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：深抽；防砂泵；檢泵周期；偏磨

1 概況

遼興油氣開發(fā)公司的榮72塊生產(chǎn)油井主要采用天然能量開發(fā)，未實施注水。截至2015年6月底，油井總數(shù)13口，開井10口，日產(chǎn)液30t/d，日產(chǎn)油23t/d，累產(chǎn)油6.0745×104t，地質(zhì)儲量采出程度4.23%，可采儲量采出程度32.47%，油層埋深2410-3090m，油層中深2750m，平均液面深度1996m。隨著開發(fā)時間的延長，開發(fā)面臨越來越多的生產(chǎn)問題：榮72塊地層出砂出泥漿易造成卡泵，卡泵為榮72塊主要檢泵原因，同時地層以粘土礦物為主，每次洗井、作業(yè)入井流體極易使地層污染，造成產(chǎn)量下降，見表1；平均液面深度將近2000m，平均泵掛2180m，個別井采取深抽工藝后桿脫、桿斷頻繁；油井伴生氣多，且目前收氣設(shè)備不能滿足生產(chǎn)需要，氣影響較大；個別井存在嚴(yán)重偏磨情況。

針對榮72塊生產(chǎn)油井存在問題，我們使用了長柱塞防砂泵為主體的油井舉升工藝，并根據(jù)不同井況配套使用鋼制連續(xù)抽油桿、自旋式刮蠟扶正器、油管旋轉(zhuǎn)器等井下工具，實施后效果良好，延長了檢泵周期，減少了作業(yè)傷害，達(dá)到了預(yù)期效果。

2 長柱塞防砂泵配套舉升工藝

2.1 井下工具優(yōu)選 長柱塞防砂泵采用長柱塞、短泵筒和環(huán)空沉砂結(jié)構(gòu)，在舉升過程中總有一段柱塞外露于泵筒之上，刮砂裝置起防砂和密閉作用，可有效防止落物進(jìn)入柱塞和泵筒之間的間隙。砂粒通泵筒側(cè)向的沉砂通道，沉入泵下尾管中，從而有效地防止泵卡，減輕活塞磨損，延長抽油泵的壽命[1]。自旋式刮蠟扶正器采用的是納米高分子復(fù)合材料，實現(xiàn)與油管的軟硬接觸，可以有效保護(hù)油管；另外其自身的特殊直鋸齒和螺旋槽結(jié)構(gòu)使扶正套有規(guī)律旋轉(zhuǎn)而均勻磨損，延長使用壽命；選用的材質(zhì)表面光滑，同油管接觸摩擦因子小，磨損少，對抽油機的負(fù)載不會造成太大負(fù)擔(dān)。由于氣影響不是榮72塊面臨的主要問題，因此我們主要采用加深泵掛的方式減少氣體影響。

2.2 抽油桿優(yōu)選 針對榮72塊部分油井加深泵掛后易桿斷、桿脫我們對抽油桿進(jìn)行了載荷分析。首先，根據(jù)榮72塊油井生產(chǎn)實際我們對其抽油桿進(jìn)行了載荷計算，以常用直徑25mm的D級桿的為例，計算最大下泵深度。通常選用的抽油桿載1荷計算公式如下：

（1）

（2）

式中： P最大——抽油桿最大載荷，N；P最小——抽油桿最小載荷，N；P′液——作用在活塞整個截面積上的液柱重力，N；P桿——抽油桿在空氣中的重力，N；s——沖程，m；n——沖次，次/分鐘。

API疲勞計算許用最大應(yīng)力公式：

（3）

式中：[σ]——許用最大應(yīng)力，Pa；k——腐蝕系數(shù)，通常為常數(shù)；σ——屈服強度，Pa；σ——最小應(yīng)力，Pa。我們將摩擦載荷取值為載荷的5%，抽油桿屈服強度為590MPa，假設(shè)下入深度為L，抽油桿配比25mm：22mm：19mm抽油桿為1：2：3，抽油泵為38mm抽油泵。帶入公式（1）、（2）、（3），通過計算我們得出最大下泵深度L：L?2411.006m。因此，當(dāng)泵掛深度大于2411m以后，直徑25mmD級抽油桿存在疲勞斷脫現(xiàn)象，需要采用強度更大的抽油桿。通過優(yōu)選我們最終采用了鋼制連續(xù)抽油桿，其采用特種材料加工，具有延緩偏磨、抽油桿強度大、對各類井況適應(yīng)性強的優(yōu)點[2]。為了進(jìn)一步延長檢泵周期我們在井口對鋼制連續(xù)抽油桿采用了油管旋轉(zhuǎn)器，對注塑桿采用了抽油桿旋轉(zhuǎn)器，最終我們形成了榮72塊油井舉升工藝。

3 應(yīng)用效果

針對井斜段我們采用自旋式刮蠟扶正器配套長柱塞防砂泵的配套方式；針對泵掛大于2400m的油井我們采用油管旋轉(zhuǎn)器、鋼制連續(xù)抽油桿和長柱塞防砂泵的配套方式。目前開井10口，3口自噴井，7口更換為長柱塞防砂泵，2口井采用了自旋式刮蠟扶正器，2口井采用了鋼制連續(xù)抽油桿。實施效果見表2。

4 結(jié)論

榮72塊在實施油井長柱塞防砂泵配套舉升工藝7井次，檢泵周期由原來的83天延長至359天，預(yù)計減少作業(yè)次數(shù)21個井次，共計投入各類工具費用33.5萬元，節(jié)約作業(yè)費用105萬，投入產(chǎn)出比1：3.13，效果良好。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉慶敏，等.長柱塞式防砂抽油泵原理與應(yīng)用[J].山東：油氣采收率技術(shù)，1999：71-74.

[2]董旭浩.連續(xù)桿深抽配套優(yōu)化設(shè)計與現(xiàn)場應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2011.07：35-36.

作者簡介：于超（1983-），男，中油遼河油田遼興油氣開發(fā)公司工藝研究所設(shè)計室主任，主要從事油井舉升工藝方案設(shè)計。