注聚受益油井桿管偏磨機(jī)理及技術(shù)對(duì)策研究

韓岐清，陳銳，李少甫，韓濤

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）

油氣工程

注聚受益油井桿管偏磨機(jī)理及技術(shù)對(duì)策研究

韓岐清，陳銳，李少甫，韓濤

（大港油田公司采油工藝研究院，天津300280）

注聚受益油井由于受聚合物的影響，易導(dǎo)致桿管偏磨，尤其是在大斜度井和小井眼側(cè)鉆井，油井桿管偏磨更為嚴(yán)重。通過(guò)分析聚合物對(duì)柱塞下行阻力、抽油泵凡爾進(jìn)液阻力的影響程度，針對(duì)性提出了注聚受益油井桿管偏磨治理技術(shù)對(duì)策，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明：形成的技術(shù)對(duì)策能夠?yàn)橛行Ь徑庾⒕凼芤嬗途畻U管偏磨問(wèn)題提供技術(shù)支撐。

注聚受益油井；聚合物；下行阻力；進(jìn)泵阻力；桿管偏磨

較常規(guī)水驅(qū)相比，聚合物驅(qū)產(chǎn)出液流變性發(fā)生了改變，導(dǎo)致注聚受益油井抽油桿受力狀況也發(fā)生變化，抽油桿偏磨程度及桿管磨損速度加劇，油井檢泵作業(yè)井次增加，嚴(yán)重影響了注聚受益井的正常生產(chǎn)。陳輝等[1-3]對(duì)大慶油田注聚抽油機(jī)井偏磨機(jī)理及防治技術(shù)進(jìn)行了分析研究，但為了提高注聚受益油井治理技術(shù)的適應(yīng)性，筆者基于大港油田注聚受益油井存在的桿管偏磨問(wèn)題，研究分析了聚合物對(duì)柱塞下行阻力、抽油泵凡爾進(jìn)液阻力的影響程度，初步形成了適合于大港油田的桿管偏磨治理配套工藝技術(shù)對(duì)策，從而為有效治理注聚受益油井桿管偏磨問(wèn)題提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。

1 桿管偏磨機(jī)理分析

1.1 聚合物對(duì)柱塞下行阻力影響

大量研究表明：注聚受益油井產(chǎn)出液黏度較常規(guī)水驅(qū)高，黏度的升高會(huì)增加柱塞下行阻力，結(jié)果表現(xiàn)為油井最小懸點(diǎn)載荷較水驅(qū)生產(chǎn)時(shí)偏低[2]。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M分析不同聚合物濃度、沖次條件下油井下沖程平均載荷變化趨勢(shì)，從不同沖次條件下下沖程載荷與聚合物濃度關(guān)系曲線（見圖1）可以看出：當(dāng)沖次不變時(shí)，下沖程載荷隨著聚合物濃度的增加而下降，表明柱塞下行阻力增加；當(dāng)聚合物濃度不變時(shí)，下沖程載荷隨著沖次的增加而下降，表明柱塞下行阻力增加。

圖1 不同沖次條件下下沖程載荷與聚合物濃度關(guān)系曲線

分析圖1可以得知：聚合物濃度＞100 mg/L時(shí)，隨著聚合物濃度升高，沖次的增加，下沖程載荷減小，柱塞下行阻力增加。

1.2 聚合物對(duì)抽油泵凡爾進(jìn)泵阻力影響

研究表明：由于注聚受益油井地層混合液黏度升高，地層液在流經(jīng)抽油泵凡爾進(jìn)泵過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致進(jìn)泵阻力增加[3]。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)?zāi)M分析不同質(zhì)量流量條件下，抽油泵凡爾阻力變化趨勢(shì)。從不同質(zhì)量流量條件下流體進(jìn)泵阻力曲線（見圖2）可以看出：當(dāng)質(zhì)量流量不變時(shí)，流體通過(guò)固定凡爾的阻力明顯高于游動(dòng)凡爾。

同時(shí)對(duì)比分析研究了Φ44 mm抽油泵與Φ70 mm抽油泵凡爾進(jìn)液阻力（見圖3），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)聚合物濃度不變時(shí)，大泵徑抽油泵凡爾阻力明顯低于小泵徑抽油泵凡爾阻力，且隨著聚合物濃度的增加，抽油泵凡爾阻力增加倍數(shù)越明顯。

圖2 不同質(zhì)量流量條件下流體進(jìn)泵阻力曲線

圖3 Φ44 mm與Φ70 mm抽油泵凡爾阻力比值曲線

2 技術(shù)對(duì)策及試驗(yàn)應(yīng)用

針對(duì)聚合物對(duì)柱塞下行阻力、抽油泵凡爾進(jìn)液阻力的影響程度分析，研究形成了能有效解決桿管偏磨的無(wú)桿泵采油技術(shù)和優(yōu)化有桿泵工藝配套，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。

2.1 無(wú)桿泵采油技術(shù)

該技術(shù)動(dòng)力液由井口裝置、井下動(dòng)力液管進(jìn)入水力噴射泵并使其工作，水力噴射泵將含有聚合物和地層砂的地層液吸入泵內(nèi)，并與動(dòng)力液混合形成混合液，混合液經(jīng)井下混合液管柱向上送至井口，排到地面，完成含聚合物溶液和地層砂的地層液開采過(guò)程（見圖4）。

圖4 無(wú)桿泵采油技術(shù)管柱結(jié)構(gòu)示意圖

無(wú)桿泵采油技術(shù)具有無(wú)桿泵生產(chǎn)特點(diǎn)，從而有效避免了油井生產(chǎn)過(guò)程中抽油桿與油管之間的摩擦，消除油井桿管偏磨。同時(shí)該技術(shù)能使井筒近井地帶因含聚溶液影響而聚集的砂粒在井筒無(wú)擋砂裝置和不采取地層防砂措施的條件下將含砂的地層產(chǎn)液以遠(yuǎn)大于砂粒沉降速度的流速向上通過(guò)井下管柱順利攜帶至地面，也能有效緩解注聚受益油井出砂問(wèn)題。已在港西、港東等注聚區(qū)塊桿管偏磨油井共試驗(yàn)應(yīng)用5井次，3口可對(duì)比井檢泵周期延長(zhǎng)了428 d，展示了良好的應(yīng)用效果。

2.2 優(yōu)化有桿泵工藝配套

為有效緩解桿管偏磨問(wèn)題，優(yōu)化配套了大流道偏置閥抽油泵技術(shù)，具有以下技術(shù)特點(diǎn)：采用偏置閥結(jié)構(gòu)，進(jìn)液流道大，流程短，流體進(jìn)泵阻力??；采用強(qiáng)制復(fù)位結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)斜井生產(chǎn)；柱塞運(yùn)行不受固定凡爾影響，下行阻力小。同時(shí)對(duì)比分析研究常規(guī)抽油泵與大流道偏置閥抽油泵下行阻力曲線（見圖5），結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)聚合物濃度不變時(shí)，大流道偏置閥抽油泵下行阻力要低于常規(guī)抽油泵下行阻力，且隨著聚合物濃度的增加，大流道偏置閥抽油泵下行阻力較常規(guī)抽油泵下降越明顯。

已在港東注聚區(qū)塊桿管偏磨油井共試驗(yàn)應(yīng)用8井次，油井單井檢泵井次由應(yīng)用前的3.4井次減少至目前的0.6井次，平均延長(zhǎng)檢泵周期324 d。

Mechanism and technical countermeasures research of sucker rod eccentric wear for the polymer injection wells

HAN Qiqing，CHEN Rui，LI Shaofu，HAN Tao
（Oil Production Technology Institute of Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

Due to the effect of polymer,the polymer injection wells easily lead to rod eccentric wear,especially in high angle wells and side of slimhole wells,rod tube eccentric wear more serious.Through the analysis of the influence degree of polymer for plunger downward drag and pump into the liquid resistance.Targeted put forward the technical countermeasures of rod tube eccentric wear for the polymer injection wells and test the application in the field.The application result shows that the technical countermeasures could provide technical support to solve the problem of rod tube eccentric wear for the polymer injection wells.

polymer injection wells；polymer；downward drag；pump into the liquid resistance；rod tube eccentric wear

TE355.5

A

1673-5285（2017）01-0015-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.01.005

2016－10-17

中國(guó)石油大港油田基金項(xiàng)目“油井舉升配套工藝技術(shù)研究與應(yīng)用”，項(xiàng)目編號(hào)：20160308。

韓岐清，男（1963-），高級(jí)工程師，現(xiàn)從事機(jī)械采油新工藝技術(shù)研究工作，郵箱：hanqqing@petrochina.com.cn。