抽油井防偏磨三次模擬校正方法研究

邱澤卉

摘 要：目前油田抽油機(jī)是主要的開采方式，在有桿抽油系統(tǒng)中，抽油桿、接箍油管的磨損現(xiàn)象普遍存在，針對(duì)此問題，本文在目前油田開發(fā)階段下偏磨因素研究分析的基礎(chǔ)上，采用抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件“三次模擬校正”偏磨設(shè)計(jì)；形成了“抽油井防偏磨三次模擬校正方法”，使防偏磨配套設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。

關(guān)鍵詞：抽油機(jī)；防偏磨；三次模擬

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.268

0 前言

目前油田抽油機(jī)是主要的開采方式，在有桿抽油系統(tǒng)中，抽油桿、接箍油管的磨損現(xiàn)象普遍存在，針對(duì)文中、文東油田物性，應(yīng)用了多種防偏磨工藝，也取得了較好的效果。但從2015年的作業(yè)描述來看，偏磨井的偏磨程度趨于加劇和復(fù)雜化。面對(duì)低油價(jià)的國(guó)際形勢(shì)，抽油機(jī)出現(xiàn)的偏磨這種老問題新現(xiàn)象，造成躺井率不能有效控制、檢泵周期縮短和作業(yè)成本費(fèi)用的增加等等問題，不利于油田的經(jīng)濟(jì)開發(fā)。

在目前油田開發(fā)階段下偏磨因素研究分析的基礎(chǔ)上，采油一廠通過對(duì)抽油桿柱受力分析，對(duì)中性點(diǎn)進(jìn)行二次計(jì)算，實(shí)現(xiàn)偏磨段“一次模擬校正”；利用WellInfo三維井身軌跡對(duì)偏磨段進(jìn)行“二次模擬校正”；采用抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件“三次模擬校正”偏磨設(shè)計(jì)；形成了“抽油井防偏磨三次模擬校正方法”，使防偏磨配套設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理。同時(shí)根據(jù)不同的偏磨因素影響因子，改進(jìn)防偏磨配套工藝技術(shù)，通過配套“上提泵掛加深尾管、鎢鎳合金鍍層油管配套抽油桿接箍SM級(jí)、二旋+抗磨類集成配套、多類型加重桿、新式抽油泵引桿”等工藝，形成不同井斜下多類型的防偏磨集成配套技術(shù)。

1 抽油桿柱應(yīng)力分析二次計(jì)算，對(duì)偏磨段一次模擬校正

結(jié)合目前油田產(chǎn)出液物性的變化，在前人抽油桿柱應(yīng)力分析的基礎(chǔ)上，主要是對(duì)抽油桿柱中性點(diǎn)進(jìn)行二次校核，模擬偏磨段的變化。

典型井例： 14-50井。偏磨造成檢泵周期短，對(duì)配套設(shè)計(jì)進(jìn)行應(yīng)力二次計(jì)算二次校正。從前4次作業(yè)描述來看，偏磨因素復(fù)雜，存在油管與套管偏磨、產(chǎn)出液腐蝕、抽油桿與油管偏磨問題。偏磨段大約在井深1700-2000m。

根據(jù)該井的物性資料，結(jié)合管柱組合，進(jìn)行抽油桿柱應(yīng)力的二次計(jì)算校正。通過計(jì)算目前抽油桿柱中性點(diǎn)為380m，較公式改進(jìn)前上升了175m；加重桿195m較改進(jìn)前增加90m；尾管180m較改進(jìn)前增加80m。

2 采用WellInfo三維井身軌跡模型對(duì)偏磨段進(jìn)行二次模擬校正

在防偏磨配套工作中發(fā)現(xiàn)前期的配套方法存在技術(shù)缺陷，主要是是井斜數(shù)據(jù)與現(xiàn)場(chǎng)描述差異性較大，井斜（或狗腿度）不大處卻偏磨嚴(yán)重，大斜井僅依靠井斜數(shù)據(jù)不直觀的反映出井身軌跡的變化，配套難度加大。

利用WellInfo軟件，清楚的制作出油水井三維井身軌跡圖。根據(jù)軌跡的變化結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)描述，來進(jìn)行科學(xué)合理的防偏磨工藝配套。

如文65-側(cè)21井2016年7月份作業(yè)時(shí)發(fā)現(xiàn)泵上第8、9根Ф60mm油管接箍偏磨透，第20、21根Φ60mm油管和第27根Φ73mm油管接箍明顯偏磨，查看井斜數(shù)據(jù)只顯示1500m處出現(xiàn)大于5°角度，用三維井軌跡則清楚顯示出從1491m開始井軌跡呈扭麻花狀。

結(jié)合三維井身軌跡，優(yōu)化化管柱設(shè)計(jì)將泵掛由2168m上提至1977m，在泵掛1977m下中性點(diǎn)位于泵上290m。上提泵掛的同時(shí)，在中性點(diǎn)以下進(jìn)行防偏磨配套。

3 利用抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件三次校正

利用抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件，通過油井的井身軌跡參數(shù)、抽油桿管組成、油藏參數(shù)及其井液參數(shù)，計(jì)算抽油桿扶正器的扶正位置，同時(shí)可得到安裝扶正器后抽油桿上任意位置的軸向載荷、支反力、桿管摩擦力等抽油桿在運(yùn)動(dòng)過程中所受的各種力。模擬計(jì)算在抽油機(jī)正常運(yùn)行中管桿的受力情況，計(jì)算出不同井段下應(yīng)力的大小，在彎曲最大的地方下入防偏磨工具，從而實(shí)現(xiàn)防偏磨設(shè)計(jì)的三次校正。

如新10-2井，該井為歷史偏磨井，前三次平均檢泵周期298天，在前期抽油桿柱應(yīng)力二次計(jì)算（中性點(diǎn)320m）和Wellinfo三維井身軌跡（1416m處狗腿度達(dá)6度）的基礎(chǔ)上，利用抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件進(jìn)行防偏磨配套優(yōu)化。偏磨段為1040-1370m，在該段進(jìn)行防偏磨優(yōu)化配套。自2016年2月份作業(yè)后，目前仍正常生產(chǎn)，預(yù)計(jì)到年底周期達(dá)333天。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2016年開展高含水期防偏磨工藝配套技術(shù)的研究與應(yīng)用項(xiàng)目以來，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用防偏磨集成配套362井次，均采用防偏磨三次模校正設(shè)計(jì)。其中優(yōu)化設(shè)計(jì)上提泵掛避開狗腿度45口；防腐蝕偏磨治理配套38口；“二旋”+抗磨集成配套133口；多類型加重桿應(yīng)用101井次；Ф25mm抽油泵專用引桿應(yīng)用45口。與2015年對(duì)比，減少躺井24口；同條件對(duì)比145口井，延長(zhǎng)檢泵周期38天，減少作業(yè)占產(chǎn)230.4噸，有效的提高了防偏磨技術(shù)配套工藝水平，效果顯著。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

在前人防偏磨研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合歷史資料和作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)描述，采用抽油桿柱應(yīng)力分析二次計(jì)算一次模擬校正、WellInfo三維井身軌跡二次模擬校正、抽油機(jī)井防偏磨優(yōu)化軟件三次模擬校正的方法以，制定科學(xué)合理的防偏磨設(shè)計(jì)。結(jié)合各種防偏磨工藝技術(shù)特點(diǎn)，形成適合目前油田開發(fā)階段需要的防偏磨工藝技術(shù)，滿足油田經(jīng)濟(jì)開發(fā)的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]張琪.采油工程原理與設(shè)計(jì)[M].中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006（12）.

[2]羅英俊，萬仁溥.采油技術(shù)手冊(cè)[M].石油工業(yè)出版社，2012（04）.

[3]張琪.抽油機(jī)懸點(diǎn)最大載荷計(jì)算[J].華東石油學(xué)院報(bào)，1981（03）.

[4]劉春花.抽油桿偏磨機(jī)理及防偏磨對(duì)策研究[D].中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士論文，2009（05）.

[5]抽油桿偏磨機(jī)理及防偏磨對(duì)策研究[DB/OL].互聯(lián)網(wǎng)文檔資源（http：//www.docin.com/p-436668592.html），2012.endprint