长柱塞防砂泵配套举升工艺在荣72块的应用
2015-05-30于超
摘 要：荣72块随着开发时间的延长，由于缺乏有效的能量补充方式，液面不断下降，并且面临着地层粘土膨胀，砂、蜡、气影响，偏磨严重、检泵周期短等问题，严重制约了油井的正常生产。为了解决这些问题，经过近几年研究和实施效果分析优化，最终确定了一种适合于该区块的以长柱塞防砂泵为主体配套举升工艺，并根据不同井况配套使用钢制连续抽油杆、自旋式刮蜡扶正器、油管旋转器等井下工具，实施后效果良好，达到了延长检泵周期的预期效果。
关键词：深抽；防砂泵；检泵周期；偏磨
1 概况
辽兴油气开发公司的荣72块生产油井主要采用天然能量开发，未实施注水。截至2015年6月底，油井总数13口，开井10口，日产液30t/d，日产油23t/d，累产油6.0745×104t，地质储量采出程度4.23%，可采储量采出程度32.47%，油层埋深2410-3090m，油层中深2750m，平均液面深度1996m。隨着开发时间的延长，开发面临越来越多的生产问题：荣72块地层出砂出泥浆易造成卡泵，卡泵为荣72块主要检泵原因，同时地层以粘土矿物为主，每次洗井、作业入井流体极易使地层污染，造成产量下降，见表1；平均液面深度将近2000m，平均泵挂2180m，个别井采取深抽工艺后杆脱、杆断频繁；油井伴生气多，且目前收气设备不能满足生产需要，气影响较大；个别井存在严重偏磨情况。
针对荣72块生产油井存在问题，我们使用了长柱塞防砂泵为主体的油井举升工艺，并根据不同井况配套使用钢制连续抽油杆、自旋式刮蜡扶正器、油管旋转器等井下工具，实施后效果良好，延长了检泵周期，减少了作业伤害，达到了预期效果。
2 长柱塞防砂泵配套举升工艺
2.1 井下工具优选 长柱塞防砂泵采用长柱塞、短泵筒和环空沉砂结构，在举升过程中总有一段柱塞外露于泵筒之上，刮砂装置起防砂和密闭作用，可有效防止落物进入柱塞和泵筒之间的间隙。砂粒通泵筒侧向的沉砂通道，沉入泵下尾管中，从而有效地防止泵卡，减轻活塞磨损，延长抽油泵的寿命[1]。自旋式刮蜡扶正器采用的是纳米高分子复合材料，实现与油管的软硬接触，可以有效保护油管；另外其自身的特殊直锯齿和螺旋槽结构使扶正套有规律旋转而均匀磨损，延长使用寿命；选用的材质表面光滑，同油管接触摩擦因子小，磨损少，对抽油机的负载不会造成太大负担。由于气影响不是荣72块面临的主要问题，因此我们主要采用加深泵挂的方式减少气体影响。
2.2 抽油杆优选 针对荣72块部分油井加深泵挂后易杆断、杆脱我们对抽油杆进行了载荷分析。首先，根据荣72块油井生产实际我们对其抽油杆进行了载荷计算，以常用直径25mm的D级杆的为例，计算最大下泵深度。通常选用的抽油杆载1荷计算公式如下：
式中： P最大——抽油杆最大载荷，N；P最小——抽油杆最小载荷，N；P′液——作用在活塞整个截面积上的液柱重力，N；P杆——抽油杆在空气中的重力，N；s——冲程，m；n——冲次，次/分钟。
API疲劳计算许用最大应力公式：
式中：[σ]——许用最大应力，Pa；k——腐蚀系数，通常为常数；σ——屈服强度，Pa；σ——最小应力，Pa。我们将摩擦载荷取值为载荷的5%，抽油杆屈服强度为590MPa，假设下入深度为L，抽油杆配比25mm：22mm：19mm抽油杆为1：2：3，抽油泵为38mm抽油泵。带入公式（1）、（2）、（3），通过计算我们得出最大下泵深度L：L?2411.006m。因此，当泵挂深度大于2411m以后，直径25mmD级抽油杆存在疲劳断脱现象，需要采用强度更大的抽油杆。通过优选我们最终采用了钢制连续抽油杆，其采用特种材料加工，具有延缓偏磨、抽油杆强度大、对各类井况适应性强的优点[2]。为了进一步延长检泵周期我们在井口对钢制连续抽油杆采用了油管旋转器，对注塑杆采用了抽油杆旋转器，最终我们形成了荣72块油井举升工艺。
3 应用效果
针对井斜段我们采用自旋式刮蜡扶正器配套长柱塞防砂泵的配套方式；针对泵挂大于2400m的油井我们采用油管旋转器、钢制连续抽油杆和长柱塞防砂泵的配套方式。目前开井10口，3口自喷井，7口更换为长柱塞防砂泵，2口井采用了自旋式刮蜡扶正器，2口井采用了钢制连续抽油杆。实施效果见表2。
4 结论
荣72块在实施油井长柱塞防砂泵配套举升工艺7井次，检泵周期由原来的83天延长至359天，预计减少作业次数21个井次，共计投入各类工具费用33.5万元，节约作业费用105万，投入产出比1：3.13，效果良好。
参考文献：
[1]刘庆敏，等.长柱塞式防砂抽油泵原理与应用[J].山东：油气采收率技术，1999：71-74.
[2]董旭浩.连续杆深抽配套优化设计与现场应用[J].中国高新技术企业，2011.07：35-36.
作者简介：于超（1983-），男，中油辽河油田辽兴油气开发公司工艺研究所设计室主任，主要从事油井举升工艺方案设计。
