探索防偏磨技術(shù)在大洼油田的研究與應(yīng)用

聶新　任寶成　劉江琴　崔文革

摘? 要：伴隨遼河油田進(jìn)入開發(fā)后期，由于油井偏磨而引發(fā)的桿脫桿斷卡泵等等二次油井危害成為影響油田平穩(wěn)運(yùn)行的重要因素，為了提高生產(chǎn)周期，本文介紹了技術(shù)人員通過研究檢泵原因繼而探索防止油井偏磨的技術(shù)手段以及應(yīng)用效果。

關(guān)鍵詞：油井;偏磨;技術(shù)

從大洼區(qū)塊油井檢泵中可以發(fā)現(xiàn)，油井偏磨造成桿脫、桿斷、鐵屑卡泵、泵漏現(xiàn)象比例明顯，2018年開井164口，抽油機(jī)井占絕大多數(shù)。在60口作業(yè)井中有17口井存在不同程度的管、桿偏磨現(xiàn)象，占抽油機(jī)開井?dāng)?shù)的14.6%，占維護(hù)性作業(yè)井?dāng)?shù)的40.0%，大大縮短了油井檢泵周期，影響了油井正常生產(chǎn)。分析其原因：一是該區(qū)塊油井井斜段復(fù)雜，偏磨不好治理，平均井斜達(dá)到15.6度;二是偏磨、斷脫井平均沉沒度較低168m一下，油層供液能力較差，造成抽油機(jī)的上下沖程中產(chǎn)生液擊，加劇了抽油桿柱振動(dòng)，降低了抽油機(jī)懸點(diǎn)最小載荷，從而降低了抽油桿柱的軸向分布力與桿管產(chǎn)生偏磨的臨界軸向壓力，加大了下沖程時(shí)抽油桿柱下部受壓段的長度，易造成抽油桿柱撓曲而導(dǎo)致管桿與泵的磨損率增加，不僅影響產(chǎn)液量、降低泵效，還大大縮短油井的檢泵周期;三是抽油桿使用時(shí)間過長造成抽油桿本體斷，由于采油廠沒有探傷設(shè)備只能依靠肉眼進(jìn)行分辨，造成一部分帶傷抽油桿混入其中使用。

防偏磨技術(shù)

一是防偏磨管柱設(shè)計(jì)方案：即超高摩爾質(zhì)量復(fù)合管（偏磨段）+H級(jí)抽油桿。本套方案主要針對(duì)井斜全角變化率較大（30m超過3°）的井。它特點(diǎn)是：超高分子內(nèi)襯油管具有磨擦系數(shù)低、耐磨擦、耐腐蝕等物理特性，可延長油管的使用壽命，減緩桿管偏磨，僅在偏磨段使用，可有效控制成本;抽油桿使用22mm（H級(jí)）+19mm（H級(jí)）兩級(jí)配比合代替以往φ25mm、φ19mm、φ17mm組合，即降低抽油機(jī)載荷，又可增大油管與抽油桿的空間，減少桿與管之間的磨損。

二是采用各類抽油桿扶正技術(shù)、以及防偏磨工具。本方案主要針對(duì)井斜全角變化率比較小的井（30m不超過3°）。⑴鑄塑桿是將尼龍?bào)w緊緊地注塑到抽油桿體上，既能防止接箍偏磨，又能防止桿體的偏磨。其扶正體采用增強(qiáng)尼龍為原料，有良好的抗拉、拉壓、耐磨等優(yōu)點(diǎn)。它解決了傳統(tǒng)使用的扶正器易滑動(dòng)、竄位的問題，不論在井斜和撓曲偏磨井段，均能起到扶正防偏磨作用。⑵抽油桿防偏磨接箍，基體材料采用優(yōu)質(zhì)鋼，通過在接箍表面上涂覆合金功能涂層，經(jīng)特殊表面處理工藝加工而成，具有耐磨、耐蝕、減摩功能。（3）加裝扶正器，扶正滑套采用PEEK材料（聚醚醚酮樹脂），耐溫260℃以上，具有更高的韌性和強(qiáng)度，極強(qiáng)的耐腐蝕性，PEEK材料具有自潤滑和耐磨性，PEEK材料可扶正滑套在本體上旋轉(zhuǎn)，用于采油斜井扶正，用于油井刮蠟。

機(jī)、桿、泵優(yōu)化

一是采用油田公司統(tǒng)一配備的“能耗最低機(jī)采系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件”對(duì)作業(yè)油井設(shè)計(jì)桿管組合，達(dá)到最佳管桿匹配，滿足強(qiáng)度要求，使油井達(dá)到“供產(chǎn)協(xié)調(diào)”。

二是根據(jù)油井供液能力，調(diào)整泵掛，使油井保持合理的沉沒度，避免出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，優(yōu)化桿柱減小撓曲井段，減輕油井偏磨。

三是對(duì)地面工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，在保證產(chǎn)量不降的前提下上調(diào)沖程，下調(diào)沖次減輕管桿磨損程度。

四是防偏磨舉升系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要包括：根據(jù)井斜數(shù)據(jù)繪制三維井眼曲線;找出造斜位置，最大井斜角;計(jì)算抽油桿柱中性點(diǎn);確定合理泵掛、泵徑、桿柱配比及抽油機(jī)工作參數(shù);計(jì)算排量、載荷、偏磨力及其分布;計(jì)算防偏磨工具安裝位置、間距。

該技術(shù)主要從井眼曲線三維立體再現(xiàn)分析技術(shù)分析。根據(jù)鉆井井斜數(shù)據(jù)表，經(jīng)過處理，輸入到AutoCAD繪圖軟件中，可得到井眼曲線三維立體圖（如圖），可從各個(gè)角度觀察井眼軌跡變化，從圖中可以得到：井眼曲線的剖面形式、造斜點(diǎn)位置、造斜曲率半徑、穩(wěn)斜段長度、降斜點(diǎn)位置、降斜曲率半徑等。根據(jù)曲線圖可以找到泵位置點(diǎn)的垂深、井斜角、狗腿度大小，從而判斷泵位置點(diǎn)的合理性。

五是應(yīng)用油管旋轉(zhuǎn)器，通過帶動(dòng)油管旋轉(zhuǎn)，使得油管和抽油桿均勻磨擦，偏磨減小，延長了油管壽命。在運(yùn)行期間，油管平均轉(zhuǎn)數(shù)為0.2—0.5圈/24小時(shí)。