M油田机抽井偏磨成因及治理
2015-03-23李俊黄琛余保海长庆油田第七采油厂陕西西安710200
李俊 黄琛 余保海(长庆油田第七采油厂, 陕西 西安 710200)
M油田机抽井偏磨成因及治理
李俊 黄琛 余保海(长庆油田第七采油厂, 陕西 西安 710200)
由于钻井历史原因,M油田油井多具有一定井斜角和井下水平位移。油田含水率持续升高、杆管润滑性变差、地层供液不足等因素,油田机抽井偏磨日益严重。通过优选机抽参数、使用杆管旋转设备、抽油杆扶正器优选优化,M油田机抽井检泵周期由治理前的158天延长至326天,油田开发经济效益大大提高,为其他类似油田防偏磨治理工作提供了良好的借鉴。
井斜;杆管偏磨;扶正器;机抽参数;检泵周期
无杆采油技术正飞速发展,但有杆采油井井数仍占据机采井的相当比例。由于高含水开发期地层供液不足、油田含水率高、采油设备设施陈旧等原因,油井杆管偏磨成为油井维护性作业的重要因素之一。M油田现有机抽井152口,2012年共发生检泵作业87井次,单井平均检泵周期仅为158天,其中因杆管偏磨原因导致的作业量为54井次占比高达62.1%。
为了提高油田开发经济效益,延长检泵周期,2013年起开展了油田机抽井偏磨集中治理工作。在调查研究国内其他油田先进偏磨治理方法的基础上,深入剖析油田偏磨成因并采取了优选机抽配套参数、使用杆管旋转设备、抽油杆扶正器优选优化等措施,取得了较好的治理效果。
1 M油田偏磨因素分析
(1)井斜因素 由于钻井历史原因,M油田152口油井中有斜井96口,平均最大全角变化率11.26°/25m、平均最大井斜角37°。使得杆管入井后受重力因素影响产生偏磨,同时井内管柱会发生弯曲、歪斜。正常生产时,抽油杆周期性上下往复运动,杆管之间摩擦而产生杆磨脱磨断、油管磨漏脱,油井越斜偏磨现象越严重。
(2)杆柱受力弯曲 抽油杆柱上存在中和点,该点处受上下部力抵消为零。下冲程时中和点以下受压力作用,压力增加到一定程度时,就会发生失稳弯曲,从而与油管接触而发生偏磨。中和点位置越高,偏磨现象越严重。
(3)供液不足、含水升高 由于储层低孔低渗,M油田大部分油井供液不足,2013年油田平均单井沉没度仅80m,平均单井日产液8.5m3,含水率90.2%。由于供液不足,抽汲过程中抽油杆与油管之间的摩擦润滑非常差。同时,由于油井含水上升,井筒内液体状态为水包油型,杆、管接触面无原油润滑,且油田地层水矿化度高,更易对管杆产生严重的腐蚀。
(4)机采参数不合理 抽油机运行过程中,冲程、冲次、杆柱配比选择合适时,可使抽油杆始终处于被拉伸状态。当参数配置与地层供液能力不匹配时,抽油机则处于高负荷运行状态,长冲程使得杆管之间发生偏磨的距离增加,大冲次使得单位时间内杆管发生偏磨的次数增加,也会加剧偏磨。
2 机抽井偏磨治理对策
为改善M油田被动的勘探开发形势,2013年起启动了为期两年的偏磨集中治理工作,从管杆受力分析入手,以底部固定加重、耐磨复合材料油管、杆管旋转设备、抽油杆扶正器、机采参数优化等为具体治理手段。
(1)油管锚、加重管 为减缓油管因蠕动产生的弯曲变形,利用液压锚定器或底部封隔器等将油管锚定在套管内壁上,从而可减少管杆之间偏磨问题的发生,同时对部分偏磨检泵问题严重的油井增加泵下尾管。
(2)耐磨复合材料油管 对井斜角大、井下水平位移而导致的井,在油管内壁衬入耐磨耐腐、摩擦系数小的超高分子量聚乙烯材料,使得油管耐磨性能大大增强。在对油管起到保护作用的同时,也可减少对接箍的磨损,从而在一定程度上延长油井检泵周期。
(3)油管、抽油杆旋转设备 不宜采用油管锚定的油井,可以在井口安装旋转防偏磨装置,分油管旋转和抽油杆旋转两种方式。实施此项工艺后,可周期性地改变杆管发生偏磨的位置,减少同一部位发生偏磨的频次和强度,变单一方向偏磨为周向偏磨,从而延长管杆使用寿命。
(4)抽油杆扶正器 通过对抽油杆扶正器应用效果分析,认为尼龙扶正器易损易卡、耐磨接箍易将油管磨漏,调研引进了注塑式扶正器,该种扶正器耐磨耐腐,同一根抽油杆上可在接箍及本体处注塑多个扶正器,变接箍防偏磨为整体防偏磨,大大减小了发生偏磨的可能性。
(5)机采参数优化 加强偏磨井生产参数动态分析,对供液情况改善、动液面上升的偏磨井,实施换大泵、降冲次优化。对供液不足但冲次较高的油井,下调抽油机冲次。对沉没度过大的偏磨井,进行上提泵挂。对偏磨非常严重而没有较好治理方法的油井,改用电潜泵、无杆泵等进行生产。
3 结语
截止2015年初,根据不同的偏磨类型、油井生产情况,M油田110口偏磨严重井均进行了有效治理。2013至2014年,共实施油管锚定8井次、耐磨复合材料油管35井次、油管抽油杆旋转11井次、注塑式扶正器42井次,同时对所有偏磨检泵油井配合机采参数优化。这些措施的实施,有效减缓了油田偏磨问题的发生,油田平均单井检泵周期由2013年前的158天延长至2015年初统计的326天,减少偏磨检泵井次42井次, 对其他类似油田的偏磨治理起到了良好的示范作用。
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李俊(1985- ),男,2008年毕业于中国地质大学(武汉)资源学院石油工程专业,主要从事井下作业质量及井控的监督及辅导工作。