定邊、寧東油田HDPE內(nèi)襯油管應(yīng)用效果分析

譚　苗

(中石化華北油氣分公司采油二廠， 寧夏 鹽池 751500)

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定邊、寧東油田HDPE內(nèi)襯油管應(yīng)用效果分析

譚苗

(中石化華北油氣分公司采油二廠， 寧夏 鹽池 751500)

摘要：針對(duì)采油二廠56口油井使用HDPE內(nèi)襯油管后的修井情況，對(duì)HDPE內(nèi)襯油管的技術(shù)特點(diǎn)及使用效果進(jìn)行了分析，重點(diǎn)分析了HDPE內(nèi)襯油管使用過程中出現(xiàn)的問題，并提出針對(duì)性的措施。

關(guān)鍵詞：HDPE內(nèi)襯油管； 管桿偏磨； 腐蝕； 現(xiàn)場應(yīng)用； 效果分析

抽油機(jī)井管桿偏磨造成的油井事故在國內(nèi)外各油田普遍存在，并造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。導(dǎo)致管桿偏磨的原因主要有井身軌跡和管桿失穩(wěn)彎曲的影響，這在抽油機(jī)井生產(chǎn)過程中幾乎難以避免[1-2]。HDPE(高密度聚乙烯)內(nèi)襯油管出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代初期，并于20世紀(jì)90年代中后期在國外部分油田開始推廣使用[3-4]，2005年在國內(nèi)各油田開始正式投產(chǎn)和推廣，其優(yōu)良的防腐耐磨性能在國內(nèi)外各油田都得到了證實(shí)[5]。華北油氣分公司采油二廠于2012年引入HDPE內(nèi)襯油管，對(duì)預(yù)防油井的下部管桿偏磨起到了良好的效果，并有效延長了檢泵周期，但在使用過程中出現(xiàn)了偏磨段上移、內(nèi)襯管內(nèi)部油桿腐蝕加劇的問題。

1HDPE內(nèi)襯油管的性能特點(diǎn)

HDPE內(nèi)襯油管是指在普通油管內(nèi)襯入具有較強(qiáng)耐磨性和耐腐蝕性的高分子材料。與金屬管材相比，該材料具有耐腐蝕、耐磨損、不生銹、摩擦系數(shù)低、絕緣性能好、內(nèi)壁不結(jié)垢、流體阻力小等優(yōu)點(diǎn)，可以有效防止抽油桿和油管的磨損和油管內(nèi)壁的腐蝕[6-7]。國內(nèi)外現(xiàn)場應(yīng)用證明， HDPE內(nèi)襯油管能有效解決管桿偏磨的問題，降低油井修井次數(shù)[8]。

1.1技術(shù)參數(shù)

HDPE內(nèi)襯油管的內(nèi)徑比普通油管的內(nèi)徑小，具體參數(shù)見表1。

表1　HDPE內(nèi)襯油管與普通油管內(nèi)徑對(duì)比表

1.2技術(shù)特點(diǎn)

HDPE管的技術(shù)特點(diǎn)主要有4個(gè)：

(1)內(nèi)壁表面粗糙度只有0.01 mm，摩阻系數(shù)極小，而一般新鋼管的表面粗糙度介于0.05 ～0.10 mm。HDPE管內(nèi)襯材料的滑動(dòng)摩擦系數(shù)是鋼的滑動(dòng)摩擦系數(shù)的14～13，這就有效地減少了桿管間的摩擦磨損，降低了光桿負(fù)荷、平衡扭矩和抽油桿柱底部的最小應(yīng)力。

(2)肖氏硬度介于60～70，沙漿磨損率低于0.3%，其耐磨性能是金屬的 3～5 倍，具有抗偏磨、耐磨損的特點(diǎn)。

(4)材料性能可靠，彈性強(qiáng)，具有記憶效應(yīng)，可自動(dòng)適應(yīng)油井溫度變化和應(yīng)力變化等導(dǎo)致的油管伸縮變形，而且始終保證襯管緊緊地脹緊在鋼管的內(nèi)表面，無斷裂、穿孔和剝落現(xiàn)象。

2現(xiàn)場應(yīng)用及效果分析

2.1現(xiàn)場應(yīng)用效果

華北油氣分公司采油二廠油井偏磨問題嚴(yán)重。在2012年以前，每年因?yàn)槠?dǎo)致的修井超過100井次，占總修井次數(shù)的50%以上，因此于2012年引入HDPE內(nèi)襯油管治理偏磨問題。截至2015年4月，共在56口嚴(yán)重偏磨井中使用了內(nèi)襯油管，部分井延長檢泵周期效果明顯。內(nèi)襯油管在采油二廠不同區(qū)塊應(yīng)用情況分析見表2。

表2　HDPE內(nèi)襯油管在采油二廠的應(yīng)用情況

總體而言，使用內(nèi)襯油管能有效治理偏磨的問題，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)使用內(nèi)襯油管能明顯延長檢泵周期。在目前使用內(nèi)襯油管的56口井中，2012年至2015年4月使用內(nèi)襯油管后修井次數(shù)為104次，其中有84次檢泵周期較上次延長，平均延長檢泵周期98.5 d。減少了作業(yè)井次，節(jié)省了作業(yè)費(fèi)用。

(2)使用內(nèi)襯油管后其內(nèi)部未出現(xiàn)偏磨情況。試驗(yàn)井多為下部偏磨嚴(yán)重導(dǎo)致管漏、難以治理的油井，在使用內(nèi)襯油管后偏磨段上移，不再集中在下部。

(3)使用內(nèi)襯油管能有效預(yù)防油管腐蝕和結(jié)垢。從使用內(nèi)襯油管后的104次修井情況來看，未出現(xiàn)內(nèi)襯油管內(nèi)部腐蝕和結(jié)垢的現(xiàn)象。

2.2現(xiàn)場應(yīng)用中出現(xiàn)的問題

采油二廠使用內(nèi)襯油管效果明顯，但是在現(xiàn)場使用過程中也出現(xiàn)了一系列問題，主要表現(xiàn)在：

(1)使用內(nèi)襯油管后出現(xiàn)偏磨段持續(xù)上移問題。在使用內(nèi)襯油管后的104次修井中，有53次偏磨段出現(xiàn)了明顯上移，并且有12口油井在每次修井增加內(nèi)襯油管長度的情況下，多次出現(xiàn)內(nèi)襯油管上部第1～5根油管偏磨管漏的問題。

產(chǎn)生該問題的原因主要是由于油管內(nèi)徑減小導(dǎo)致了活塞效應(yīng)的增加，使得油桿下行阻力增加，導(dǎo)致了內(nèi)襯油管上部油桿彎曲偏磨。油桿與液柱間的摩擦力Fr隨油管內(nèi)徑變化曲線見圖1。從圖中可以看出：隨油管內(nèi)徑的減小，油桿與液柱間的摩擦力明顯增加；當(dāng)油管內(nèi)徑與油桿接箍外徑非常接近時(shí)，油桿與液柱間的摩擦力將會(huì)達(dá)到一個(gè)較大值，導(dǎo)致油桿下行阻力大大增加。圖1中涉及的油藏工程參數(shù)分別為：井液黏度4.92 mPa·s，內(nèi)襯油管內(nèi)部油桿長度518 m，內(nèi)襯油管內(nèi)部油桿接箍外徑42 mm，沖程3 m，沖次3 次min。

圖1　油桿與液柱間的摩擦力隨油管內(nèi)徑變化曲線圖

(2)使用內(nèi)襯油管后油管內(nèi)部油桿腐蝕加劇。在使用內(nèi)襯油管后的104次修井中，共有48次顯示油桿有明顯腐蝕，內(nèi)襯油管內(nèi)部存在腐蝕的有42井次，其中有22井次內(nèi)襯油管內(nèi)部較外部腐蝕嚴(yán)重。產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因主要是內(nèi)襯油管不受井液腐蝕的影響，使得井內(nèi)液體的電化學(xué)腐蝕作用在油桿上，加劇了油桿的腐蝕。

2.3解決措施

建議解決措施主要有4個(gè)方面：

(1)首次使用內(nèi)襯油管時(shí)，其長度至少覆蓋至偏磨段以上100 m。采油二廠不同區(qū)塊首次使用HDPE內(nèi)襯油管的情況見表3。從表3可以看出，定邊區(qū)塊由于首次使用內(nèi)襯油管平均長度未達(dá)到偏磨段長度，因此出現(xiàn)了內(nèi)襯油管上部偏磨管漏的現(xiàn)象，使用內(nèi)襯油管效果較寧東區(qū)塊差。

表3　采油二廠不同區(qū)塊首次使用HDPE內(nèi)襯油管的情況

(2)若油桿出現(xiàn)彎曲或者偏磨段持續(xù)上移現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)結(jié)合井斜考慮油桿底部加重。底部加重能抵消一部分下行阻力，但是在大斜度井中有可能導(dǎo)致偏磨加劇，因此底部加重一般應(yīng)用在直井中。

(3)內(nèi)襯油管內(nèi)部油桿配套使用耐磨接箍。耐磨接箍摩擦系數(shù)低，并且耐磨耐腐蝕性能較普通接箍強(qiáng)，可降低油桿與液柱之間的摩擦力，防止內(nèi)襯油管內(nèi)部油桿接箍腐蝕。

(4)對(duì)于腐蝕嚴(yán)重的油井，將內(nèi)襯油管內(nèi)部的油桿換為防腐桿。

3結(jié)語

(1)HDPE內(nèi)襯油管不僅機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)于普通油管，而且有較好的抗磨、抗腐蝕性能，對(duì)于抽油機(jī)井防治管桿偏磨有顯著的效果。

(2)HDPE內(nèi)襯油管在現(xiàn)場使用中，由于其內(nèi)徑縮小，容易出現(xiàn)偏磨段上移的情況，因此首次使用內(nèi)襯油管要保證足夠的長度，或者使用配套抽油桿。

(3)HDPE內(nèi)襯油管使用后易出現(xiàn)內(nèi)部油桿腐蝕加劇的情況，因此對(duì)腐蝕嚴(yán)重油井要采取對(duì)應(yīng)的防腐措施。

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The Application Effect Analysis of HDPE Liner Tubing in Dingbian and Ningdong Oilfield

TANMiao

(The Second Oil Production Plant of North China Branch of Sinopec, Yanchi Ningxia 751500, China)

Abstract:For the workover situation of fifty-six wells after using liner tube in the Second Oil Production Plant, we analyzed the technical feature and application effect of the liner tube. We focused on the problems after using the liner tube, and offered some suggestions.

Key words:HDPE liner tube; eccentric wear of tube and rod; corrosion; field application; effect analysis

收稿日期：2015-09-20

基金項(xiàng)目：“十二五”國家重大專項(xiàng)“大型油氣田和煤層氣開發(fā)”(2011ZX05045-03-03)

作者簡介：譚苗(1988 — )，女，湖北天門人，碩士，助理工程師，研究方向?yàn)橛蜌馓镩_發(fā)工程。

中圖分類號(hào)：TE355.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-1980(2016)03-0067-03