油井偏磨治理的分析與認(rèn)識

董傳賓 楊佳佳 龍武林 李邦國

摘 要：胡尖山油田新46、安62、胡307區(qū)塊井筒油管桿偏磨較嚴(yán)重，導(dǎo)致油田維護(hù)工作量逐年加大、費(fèi)用增加，影響了原油正常生產(chǎn)和油田的高效開發(fā)。本文從影響偏磨的主要因素入手、對近幾年來配套技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)和剖析，并對其適應(yīng)性作了評價，同時提出了下步的攻關(guān)方向。

關(guān)鍵詞：偏磨;配套技術(shù);適應(yīng)性

1 偏磨井概況

三個區(qū)塊目前開井?dāng)?shù)361口，偏磨嚴(yán)重井134口，占總開井?dāng)?shù)的33.14%。其中，新46區(qū)塊偏磨井所占比例最大，達(dá)到該區(qū)塊總開井?dāng)?shù)的44.72%。因偏磨導(dǎo)致的檢泵，主要表現(xiàn)為管破，其次為偏磨桿斷。

新46區(qū)塊為偏磨井“重災(zāi)區(qū)”，目前開井?dāng)?shù)161口，偏磨嚴(yán)重井72口，占開井?dāng)?shù)的44.72%。該區(qū)塊油井井眼軌跡復(fù)雜，綜合含水高（61.3%），偏磨往往伴生著結(jié)垢和腐蝕，偏磨位置比較集中，主要位于泵上1-20根油管。

2 偏磨原因分析

2.1 固有因素

2.1.1 井身結(jié)構(gòu)

井身結(jié)構(gòu)存在一定的井斜角，如果抽油泵下到造斜點(diǎn)以下，泵上油管會隨著套管一起彎曲，生產(chǎn)時，抽油桿的綜合拉力產(chǎn)生了一個側(cè)向分力，導(dǎo)致油管和抽油桿發(fā)生偏磨。彎曲段或造斜點(diǎn)的角度越大，抽油桿與油管之間的磨損越嚴(yán)重。這種磨損發(fā)生在抽油桿的上、下兩個沖程的全過程，磨損較嚴(yán)重。

2.1.2 桿柱彎曲

抽油桿上下抽吸運(yùn)動中，桿柱上下受力不一致，上沖程整個抽油桿處于受拉狀態(tài)，整個桿柱基本呈直線狀態(tài);下沖程時，在抽油桿柱上形成一個受力中和點(diǎn)，中和點(diǎn)上部桿柱受向上的拉力，中和點(diǎn)下部桿柱受向下的壓力發(fā)生彎曲變形，與油管發(fā)生偏磨。

2.1.3 油管彎曲

油管在每個沖程中，要承受液柱壓力作用。上沖程時管柱底部受到一個向上的虛擬力作用，導(dǎo)致油管收縮并發(fā)生彎曲變形，造成抽油桿上行偏磨。油管彎曲造成的偏磨主要局限于泵上部附近。

2.2 動態(tài)因素

2.2.1 含水

高含水導(dǎo)致油井偏磨嚴(yán)重，隨著油田開發(fā)的深入，原油含水上升，當(dāng)大于74 %時產(chǎn)出液換相，由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型，管、桿表面失去了原油的保護(hù)作用，產(chǎn)出水直接接觸金屬，腐蝕速度增加。同時由于高含水井產(chǎn)出液潤滑性能差，管桿間摩擦系數(shù)變大，同一接觸壓力下的磨損更嚴(yán)重。我區(qū)172口偏磨嚴(yán)重井中，含水大于70%的有117口，占偏磨井?dāng)?shù)的68%。

2.2.2 大沖次

沖次相對較大的井，抽油桿更容易彎曲變形造成磨損;同時，沖次較大的油井在單位時間內(nèi)的交變應(yīng)力作用次數(shù)更多，在抽油桿表面的局部薄弱區(qū)和應(yīng)力集中點(diǎn)處更容易產(chǎn)生細(xì)微裂縫，從而導(dǎo)致最終的疲勞破壞。

2.3 催化因素

井筒結(jié)垢和腐蝕：一般井筒結(jié)垢、腐蝕使管桿表面粗糙度增加，摩擦系數(shù)增大，加劇了管桿偏磨的程度，統(tǒng)計(jì)2016年維護(hù)性作業(yè)因偏磨造成檢泵的117口油井，大多伴有結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象，其中偏磨井同時伴有結(jié)垢的井共有88口，占比例75.2%，伴有腐蝕的井有65口，占比例55.6%。

3 偏磨井治理經(jīng)驗(yàn)及效果

3.1 優(yōu)化桿柱組合

對部分偏磨井采取桿柱加重的方法，使抽油桿柱中和點(diǎn)下移，改善桿柱的受力狀況，減少偏磨現(xiàn)象的發(fā)生。但用22mm抽油桿作的加重桿，其本身也存在受力中和點(diǎn)，因此不能把中和點(diǎn)降到最低。

某某型井：新42-036，日產(chǎn)液：4.25m3，日產(chǎn)油：0.81t，動液面：1237m，抽汲參數(shù)：2.5*3.0*32*1447（8.97m3）。

增大尾部22mm桿比例后，未能有效延長檢泵周期，60天后，該井再次檢泵，偏磨段有所下移，管破位置由泵上30根轉(zhuǎn)移至泵上11根，說明中和點(diǎn)確實(shí)下移，但是無法有效減少偏磨。

3.2 上提泵掛，避開偏磨井段

根據(jù)現(xiàn)場檢泵起出的管桿磨損情況，如果偏磨位置在泵上100m內(nèi)，而且該井正常開抽時的動液面較高，有較大的沉沒度，可以適當(dāng)上提泵掛，避過偏磨位置。

某某井：新38-26，日產(chǎn)液：5.8m3，日產(chǎn)油：1.6t，動液面：1050m抽汲參數(shù)：2.5*3.6*32*1106（10.42m3）。

該井上提300m后，有效避開偏磨段（1120m和1170m狗腿度突變段），該井至今未檢泵，檢泵周期從103天延長至575天。

3.3 使用內(nèi)襯油管

超高分子量聚乙烯內(nèi)襯油管，是在普通油管內(nèi)襯一層特種聚乙烯管，采用專利技術(shù)使襯管與油管緊貼在一起，形成“管中管”結(jié)構(gòu)。這種內(nèi)襯油管不僅可以有效解決油管偏磨與腐蝕，同時由于超高分子聚乙烯管摩擦系數(shù)較低，可使油井光桿負(fù)荷降低并節(jié)能、抽油桿柱底部應(yīng)力均有顯著降低，使抽油桿柱的壽命延長。

某某井：新22-16日產(chǎn)液：5.04m3，日產(chǎn)油：1.02t，動

液面：1556m，抽汲參數(shù)：1.8*5.0*32*1605（10.4m3）

該井泵上1-70根油管偏磨嚴(yán)重，使用內(nèi)襯油管后，偏磨大大得到緩解，檢泵周期從167天延長至501天，偏磨不再是主要矛盾。

3.4 優(yōu)化抽吸參數(shù)

對沖次較大偏磨井，按照“長沖程，低沖次”原則，優(yōu)化抽吸參數(shù)，降低管桿偏磨程度，如果該井是“長沖程，高沖次，低泵徑”，在不改變理論排量的前提下，適當(dāng)換大泵，降低沖次，降低管桿摩擦頻次。

3.5 尋求治理偏磨新方法

3.5.1 加深泵掛

對部分偏磨井，上提泵掛無法有效避開偏磨段，目前，我區(qū)正在嘗試對部分井采取加深泵掛的方式，看能否減緩偏磨。其效果后期跟蹤。

3.5.2 使用“一桿四扶”抽油桿

針對管桿偏磨機(jī)理，我區(qū)準(zhǔn)備對部分偏磨井嘗試使用“一桿四扶”抽油桿，增加扶正塊數(shù)量，減少管桿直接接觸，降低偏磨。

4 總結(jié)

偏磨是各種因素綜合作用的結(jié)果，治理偏磨也要做到多管齊下，具體井況具體分析。尾部組合加重，確實(shí)可以使得中和點(diǎn)下移，但不能消除中和點(diǎn);加大油桿扶正器使用，可以有效保護(hù)油桿本體，但是對油桿接箍和油管的保護(hù)效果略差;上提泵掛對偏磨段在管柱下步的油井效果良好，對井眼軌跡略微復(fù)雜的井，偏磨段會隨之轉(zhuǎn)移;優(yōu)化抽吸參數(shù)，降低沖次，做好井筒清潔，減緩結(jié)垢腐蝕，可以有效的緩解偏磨矛盾，必須常抓不懈;內(nèi)襯油管的使用可以有效緩解偏磨矛盾，內(nèi)襯段偏磨矛盾大大緩解，但對于部分井，內(nèi)襯油管的使用會使得偏磨段轉(zhuǎn)移。