高含水期延長(zhǎng)油井檢泵周期配套技術(shù)研究

張雪梅 張廣瑜 程緒森

摘 要：隨著油田持續(xù)開采生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，油井?dāng)?shù)量多、井筒狀況復(fù)雜，延長(zhǎng)油井檢泵周期具有重要意義。文中通過系統(tǒng)分析影響檢泵作業(yè)的因素，采取多種技術(shù)措施延長(zhǎng)檢泵周期，降低采油生產(chǎn)成本。 （1）通過統(tǒng)計(jì)油田近三年檢泵作業(yè)井，分析得出檢泵作業(yè)主要原因?yàn)槠?、腐蝕和結(jié)垢。（2）對(duì)于偏磨嚴(yán)重井，采取因地制宜、分段治理、防治結(jié)合的方式，提高偏磨治理效果。（3）針對(duì)腐蝕、結(jié)垢井，開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)選藥劑，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)藥劑類型、加藥方式等進(jìn)行優(yōu)化，制定防腐防垢加藥方案，提高治理針對(duì)性和治理效果。

關(guān)鍵詞：維護(hù)井；檢泵周期；作業(yè)原因；防偏磨；防垢；防腐治理

抽油井都存在不同程度的結(jié)蠟情況，管桿偏磨、腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重。抽油桿在上沖程時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉，活塞帶動(dòng)油罐內(nèi)介質(zhì)上移，由于管內(nèi)介質(zhì)的重力、油管與管內(nèi)介質(zhì)和抽油桿的阻力作用，使抽油桿拉直，而油管在中性點(diǎn)以下產(chǎn)生彎曲，使管、桿接觸而產(chǎn)生磨損。近年來，經(jīng)過綜合配套工藝技術(shù)治理、清防蠟工藝的配套實(shí)施，抽油井維護(hù)作業(yè)井次逐年減少、節(jié)約生產(chǎn)成本、延長(zhǎng)抽油井的檢泵周期。通過對(duì)油田近三年來維護(hù)井作業(yè)原因的深入調(diào)查分析，針對(duì)油田儲(chǔ)層特點(diǎn)，提出了“三防”治理，即防偏磨、防垢、防腐治理措施，減少了維護(hù)作業(yè)井次.延長(zhǎng)油井免修期。

一、影響油水井免修期的主要因素分析

統(tǒng)計(jì)油田2014-2016年共有維護(hù)井平均免修期338天。通過對(duì)油田最近三年檢泵井原因分析，偏磨、腐蝕、結(jié)垢導(dǎo)致作業(yè)井?dāng)?shù)占總井?dāng)?shù)的71.1%。

（1）偏磨原因：由于油井液含水大幅度上升，桿管之間的潤滑環(huán)境逐漸惡化，側(cè)鉆井、斜井的增多等多種因素的綜合作用，使得偏磨現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，且偏磨井?dāng)?shù)呈逐年上升趨勢(shì)，管桿偏磨造成油井生產(chǎn)周期縮短。實(shí)際上，油層套管在一定程度上是螺旋彎曲的，油管油桿在套管中是螺旋彎曲的。油管與油桿相互接觸是不可避免的，當(dāng)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏磨。當(dāng)抽油機(jī)井生產(chǎn)時(shí)，抽油桿向上的綜合拉力和向下的重力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平分力，在這個(gè)水平分力的作用下，油管和抽油桿接觸，產(chǎn)生磨擦。抽油桿彎曲產(chǎn)生于下沖程，下沖程時(shí)，抽油桿主要受兩個(gè)方向的力，一個(gè)是自身在液體中向下的重力，另一個(gè)是活塞下沖程時(shí)受到向上的阻力，而兩個(gè)方向的力的平衡點(diǎn)，即為中性點(diǎn)，在中性點(diǎn)以下的抽油桿受壓而彎曲，中性點(diǎn)以上抽油桿呈拉伸狀態(tài)，由于抽油桿彎曲，使抽油桿與油管發(fā)生偏磨。2014-2016年因偏磨造成管漏、桿斷井占躺井總數(shù)的33.0%。（2）腐蝕原因：油田進(jìn)入開發(fā)中后期，原油含水上升，產(chǎn)出液中礦化度升高，采出液中含有多種離子，如：K+、Na+、Mg2+、Ca2+、CI-、SO42-、HCO3-等，使采出液中導(dǎo)電性增強(qiáng)，加速了電偶腐蝕、電化學(xué)腐蝕進(jìn)程。導(dǎo)致金屬腐蝕的因素很多，如：礦化度、溫度、PH值、溶解氣、硫化氫、二氧化碳等。2014-2016年因腐蝕造成管漏、桿斷井占躺井總數(shù)的23%。（3）結(jié)垢原因：隨著油田開發(fā)的不斷深入，結(jié)垢井逐年增加，成為油井躺井的主要因素之一。油井井筒結(jié)垢嚴(yán)重，造成泵卡、泵漏、油管桿腐蝕；地層、射孔部位結(jié)垢，造成油井減產(chǎn)。目前，油井結(jié)垢類型是碳酸鹽垢、硫化物垢、鐵化合物垢及混合垢。2014-2016年因結(jié)垢躺井占躺井總數(shù)的15.1%。

二、延長(zhǎng)油水井免修期的具體辦法和措施

1、分段治理、防治結(jié)合，提高偏磨治理效果。

針對(duì)近年來油井偏磨日益加重的實(shí)際情況，因地制宜，配套偏磨技術(shù)，提高治理效果。 ①對(duì)一般偏磨井分段治理，使用碳纖維扶正器局部對(duì)應(yīng)治理模式，主要配套碳纖維扶正短節(jié)、扭卡式扶正器等，其中扭卡式扶正器可在單根油桿上滑動(dòng)，起到清洗油桿功能，單井使用20-40件不等。②對(duì)中度偏磨井，使用局部對(duì)應(yīng)內(nèi)襯管+抗磨接箍治理模式，單井使用內(nèi)襯管300-600m。③對(duì)年度三次、當(dāng)年二次及5噸以上嚴(yán)重偏磨井納入重點(diǎn)治理，全井采取內(nèi)襯管+抗磨接箍治理及內(nèi)襯管+防腐桿治理模式，使用效果較好。④配套旋轉(zhuǎn)工具。使用油管旋轉(zhuǎn)井口，定期人工驅(qū)動(dòng)渦輪，使井內(nèi)油管定期更換方位；使用油桿旋轉(zhuǎn)器，利用抽油機(jī)上下載荷不同，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)抽油桿旋轉(zhuǎn)，以上兩類裝置使桿柱、管柱均勻磨損，延長(zhǎng)檢泵周期。

⑤對(duì)空心桿偏磨井下扶正空心桿配套3寸管治理；對(duì)螺桿泵井在偏磨段加下錐度扣扶正器治理，效果明顯。⑥對(duì)結(jié)蠟偏磨嚴(yán)重井，采用上部3寸普通油管配套空心桿熱洗除蠟，下部偏磨段配套內(nèi)襯管及抗磨接箍治理。⑦抓好新井早期防磨治理，對(duì)斜井、彎曲大的井，從投產(chǎn)開始采取全井內(nèi)襯管+抗磨接箍治理，做到早治理早見效。

2. 針對(duì)區(qū)塊特點(diǎn)，開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，制定防腐防垢加藥措施。

針對(duì)日常加藥以周期性加入防垢劑為主，加藥周期15～30天，由于未加緩蝕劑，導(dǎo)致部分區(qū)塊及單井生產(chǎn)管柱腐蝕情況嚴(yán)重，從作業(yè)井情況描述可以看出區(qū)塊均存在抽油桿本體腐蝕問題。針對(duì)零星單井腐蝕治理問題，開展藥劑篩選評(píng)價(jià)試驗(yàn)，制定合理加藥方式，并篩選出針對(duì)性強(qiáng)的采出水緩蝕劑進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加藥。（1）選井。管理區(qū)與工藝所相結(jié)合，確定區(qū)塊整體治理及零星單井治理順序，并選出典型井進(jìn)入室內(nèi)試驗(yàn)。（2）采出水檢測(cè)。管理區(qū)按照取樣標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)要求，對(duì)腐蝕區(qū)塊典型井采出液取樣，送至工藝所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，分析內(nèi)容包塊：常規(guī)離子分析，靜態(tài)腐蝕速率檢測(cè)，水質(zhì)自身穩(wěn)定性評(píng)價(jià)以及緩蝕藥劑篩選等。（3）垢樣檢測(cè)。腐蝕區(qū)塊有檢泵井時(shí)，管理區(qū)負(fù)責(zé)在檢泵時(shí)取垢樣，送至工藝所進(jìn)行垢樣組份分析，與采出水檢測(cè)結(jié)果相結(jié)合對(duì)腐蝕因素進(jìn)行考察。（4）制定加藥方案并實(shí)施。在完成室內(nèi)試驗(yàn)后，確定藥劑類型及加藥方式，制定區(qū)塊（單井）加藥方案，提交至管理區(qū)，由管理區(qū)根據(jù)方案要求組織實(shí)施加藥工作；（5）后期效果跟蹤。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施后，由管理區(qū)定期對(duì)加藥井進(jìn)行取樣，工藝所通過對(duì)比加藥前后腐蝕速率情況，對(duì)加藥工藝進(jìn)一步調(diào)整優(yōu)化。（6）取得的效果。以A塊為例由于含水上升，油井腐蝕越來越嚴(yán)重。檢泵作業(yè)33井次，作業(yè)頻次高達(dá)0.8，檢泵周期僅為197天。通過采出水靜態(tài)腐蝕掛片實(shí)驗(yàn)和水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，開展藥劑優(yōu)選實(shí)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)藥劑類型、加藥方式等進(jìn)行優(yōu)化，投加緩蝕劑的油井平均檢泵周期延長(zhǎng)了215天，取得了良好的效果。

三、應(yīng)用情況

本文結(jié)合油藏開發(fā)特點(diǎn)和單井生產(chǎn)實(shí)際，以及修井作業(yè)和日常生產(chǎn)測(cè)試資料等分區(qū)塊、分井況進(jìn)行綜合分析，明確了影響油井檢泵周期的主要因素，即油井出砂、桿柱斷脫、偏磨以及螺桿泵定子脫膠。通過舉升工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)和配套工藝技術(shù)的應(yīng)用，達(dá)到延長(zhǎng)油井檢泵周期、提高油井生產(chǎn)時(shí)率的目的。同時(shí)針對(duì)老油田開發(fā)中后期含水逐漸上升、井況差、原油物性差、油稠易岀砂等因素，對(duì)下步的技術(shù)攻關(guān)方向進(jìn)行了探討，提出了延長(zhǎng)檢泵周期的方法與對(duì)策。通過針對(duì)性治理措施的開展，管理區(qū)檢泵作業(yè)井同比減少5口，比計(jì)劃減少6口，平均檢泵周期由原來的338天延長(zhǎng)至395天，取得了明顯的效果。

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