聚驱采出井抽油杆管偏磨分析与综合防治

徐达

【摘要】本文主要结合单位的生产实际，并参照聚驱井的工作情况，重点分析了游梁抽油系统中抽油杆管偏磨的机理，并研究了抽油杆管偏磨的防治措施。提出了确定油井合理的沉没度，确定油井合理的热洗周期，并及时解除蜡堵；适当调大泵的间隙，以减少摩擦阻力；确保钻井质量，控制井偏角等措施方法。

【关键词】抽油杆管偏磨 井偏角 沉没度 防治措施

从聚合物驱油生产实际中认识到，在游梁式抽油装置采油过程中，对于原油粘度较低、产量也相对较少的油井，即使使用小排量的泵、较细的油管及细杆，抽油杆管的偏磨现象也仍然存在。对于该现象技术人员已经采取了一些相应的措施，虽取得了一定的效果，但还没有研究出彻底解决问题的方案。在油井采油过程中，一但有抽油杆和油管之间出现偏磨的现象时，即使抽油杆和油管之间发生磨损，同时也使油井的维修作业次数增加，这样会造成油井的生产效率降低，影响到油井的正常产油量，导致采油成本增加。所以，增加原油开采的效率，节约油田开采成本，这一问题研究，对油田企业发展有着重要的实际意义和经济效益。

1 杆管偏磨机理分析

1.1 含水率对杆管偏磨的影响

在生产过程中，抽油装置的悬点载荷会随着原油的含水率增加而增大，会造成杆管偏磨的增加。同时原油的粘度也是随着油井的含水率变化而变化的，含水率增加，原油粘度会降低，这样增加了杆管间摩擦阻力，造成杆管间的磨损增大，此时杆管间由于磨损产生的新界面，这时管内的存在腐蚀性气体，会对磨损界面进行腐蚀。随着油田长时间的开采，原油逐年在减少，油井也进入了较高的含水期，由于原油的含水率增加，使原油的密度增大，浮力也随着增加，这样造成了下冲程抽油杆下部受压的力增大，加剧了杆的弯曲，偏磨加剧。在聚驱条件下，采出液含聚合物较高时，在抽油杆的接箍等狭窄处可能会有聚合物缠绕，增加井底液体的流动阻力，容易造成抽油杆的弯曲，造成杆管之间的偏磨增大。

1.2 进口回压、井口盘根对偏磨的影响

井口回压的升高，会导致游梁式抽油装置工作时的悬点载荷力增加。也就是说回压升高时，相当于增加了抽油杆的重力，使抽油装置的上冲程悬点载荷升高，下冲程载荷下降。如果油井的井口回压过高，会使悬点载荷增大，有可能使抽油泵发生漏失现象。在井偏角作用下，会导致杆与管偏磨加剧。当井口盘根压得过紧，盘根与光杆间摩擦力增大，上冲程时加剧了抽油杆的弯曲。特别是在杆较细，下泵较深，泵柱塞与衬套配合间隙较小时更会加剧杆管的偏磨。生产中，应使盘根上紧程度适中，既保证不漏油也不过紧，以减缓偏磨。

1.3 井偏角对抽油杆管偏磨的影响

由于井筒不垂直，油管上部接在油管挂上，在油管重力G的水平分力F的作用下，油管必然弯曲，这种弯曲称为自然弯曲。自然弯曲与螺旋弯曲不同，一般说，当油管柱下部受力较大时，可能产生螺旋弯曲。油管的弯曲点紧压在套管内壁上。由于钻井中多次纠偏，这种弯曲点可能多个，对于油管（抽油杆）这种弯细长杆也必然与套管（油管）有多个点接触，抽油杆也是如此。但总体上必然有力F的作用，油管必然弯曲。同理，抽油杆上下由于分别由井口盘根盒与柱塞限位，居油管中心，在井偏角的影响下，抽油杆在其重力g水平方向分力f的作用下，必然弯曲，油管的下部锚定，抽油杆弯曲均使杆管偏磨加剧。

2 偏磨的防治措施

2.1 油井沉没度合理选择

对于游梁式抽油装置，油井合理沉没度确定不但可以使抽油泵的等效率提高，也可以节省大量的电能，同时也可以使杆管偏磨的现象情况减少。如果泵的沉没度偏大，当上冲程游动阀关闭时，在吸入压力作用下，抽油杆受到上顶力作用而产生杆弯曲，造成杆管偏磨。当下冲程固定阀关闭时，在沉没度压力作用下，油管受上顶力过大造成油管弯曲，也会造成杆管偏磨；若沉没度过小，由于油管失去环空液体作用，其振动、摆动加剧，也会导致杆管偏磨加剧。

2.2 控制井偏角

钻井过程中的井偏角的合理与否，对抽油杆、油管偏磨影响也较大。因此要控制好井偏角的范圍，井偏角不能过大，如果角度过大会改变杆管的受力状态，是杆管的偏磨增加。

2.3 确定合理柱塞与衬套间隙

泵柱塞与衬套间隙合理与否，对于减少杆管偏磨起到重要作用。当间隙过小，在上下冲程均会增大柱塞与衬套间的摩擦，导致悬点最大载荷增大，最小载荷减小。特别在下冲程，抽油杆下行受阻，产生弯曲会加剧杆管的偏磨。根据聚合物采出液的粘度、柱塞与衬套间隙、柱塞两端压差等参数计算漏失量；考虑下泵深度等因素，来调整泵的级数。

3 现场实际应用及效果

针对工业区机采井生产现状，采取合理措施管理安排，延长油井检泵周期。

3.1 完善技术措施

对连续短检泵周期的24井次油井进行原因分析，其中脱节器、杆断、管磨漏问题比较突出。8口井中，有7口井是抽油机井，泵径都大于70mm，平均载荷差39.77KN，最大载荷差达到了63.17KN；平均含水达到95.6%。分析认为泵径大、交变载荷大以及含水高是造成这部分井连续检泵的共同原因。

针对现场出现问题进行完善技术措施，将31口闭阀泵更换低摩阻或大流道泵；19口井根据单井具体情况优化杆组合；47口井更换3寸油管，20口偏心井口应用N80管、摩擦焊管；未扶正9口井利用检泵时机进行扶正，到目前免检期为597天；调大参数8口井进行加强分析，动态调整。

3.2 强化现场监督

加强作业监督及验收制度：严格执行“厂矿队”三级监督制度，通过增设监督人员、划分监督区块、建立作业信息通报制度、建立返工井园地四项工作，增加监督力度；规范返工井管理体系：通过加强返工井现场取证、建立返工井激励机制、严格返工井验收标准三个环节，规范返工井管理，建立油井作业监督简报制度，不定期通报监督及返工井情况。

3.3 提高热洗效果

安装聚驱专用固体清防蜡器3口井，平均热洗周期由70天延长至146天，目前处于免洗期内。下防蜡油管45口井，平均热洗周期延长至至135天，井口抗石蜡洗出器已安装2口井，平均热洗周期延长至至120天。

4 结论

（1）合理分析造成抽油杆管偏磨的原因对制定偏磨防治措施具有重要的指导作用；

（2）建立完善的偏磨防治管理办法可有效延长聚驱井检泵周期。

参考文献

[1] 胡博仲，刘恒，李林.聚合物驱采油工程[M].北京：石油工业出版社，1997.28～46

[2] 张振华，程杰成，李林.聚合物驱现场先导试验技术[M].北京：石油工业出版社，1996.15～23