陆梁油田作业区抽油井偏磨成因分析及对策研究

何明杰梁雪蓉陈海东盛学方

(1.新疆油田公司陆梁油田作业区,新疆克拉玛依 834000;2.新疆克拉玛依市职业技术学院,新疆克拉玛依 836000)

陆梁油田作业区抽油井偏磨成因分析及对策研究

何明杰1梁雪蓉2陈海东1盛学方1

(1.新疆油田公司陆梁油田作业区,新疆克拉玛依 834000;2.新疆克拉玛依市职业技术学院,新疆克拉玛依 836000)

陆梁油田作业区经过近11年的高速开发,随着油田开发时间的延长,以及注入水质、机采参数、井下工具材质和油田回注污水量大等多方面因素的影响,造成了近两年抽油井修井次数的上升,油管抽油杆发生偏磨情况的增加,严重影响了油田的正常生产。因此,如何提高修井作业施工效果,做好技术改造,是油田增产增效所面临的一个不容忽视的重要问题。

偏磨 抽油井 防偏磨

1 前言

油井因为管杆偏磨而进行的检泵作业，一方面影响了油井的生产时率，以及作业后油井排液降低了油井有效生产时率，直接影响了油井原油产量;另一方面也增加了油井维护性作业费用，同时由于油管抽油杆偏磨必然导致大量的油管抽油杆报废，增加了能耗以及在岗员工的劳动强度，从而增加了油井的运行成本。如何有效控制和预防油井的偏磨己经成为控制油田生产成本、实现降本增效的有效途径。

2 油井偏磨现象分析

2011年陆梁采油站共检泵505次，其中发现存在偏磨现象的井有169口:18口井发生抽油杆被磨断的现象;42口井发生油管被磨穿的现象;在其余109口井中，在其抽油杆上发现较明显的偏磨痕迹。

原因及规律性分析:(1)井筒存在的自然井斜、拐点及井口对中。井斜和拐点是钻井过程中必然会存在的，而当抽油杆没有对中时，这些因素都会使得井下管柱偏离轴心位置，使抽油杆与油管接触。(2)油井采出液含水率的影响。由于陆梁油田含水率整体有所增长，所以每口单井的含水率也有波动，当含水率上升迅速的时候，井内液体的物性参数亦会随之快速改变，这样就会对抽油机及井下管杆结构所受作用力产生影响。(3)油井沉没度不合适及井下管柱老化损伤。油井沉没度不合适主要是因为动液面太高、泵挂太深使得抽油杆下深太长，抽油杆经过井斜段和拐点的几率增加，而且抽油杆下深太长，使其与油管接触的长度增减，这也会增加偏磨现象出现的可能性。(4)采油生产参数不合适。根据2011年生产数据分析发现:当抽油机冲次越高时，油井出现偏磨现象的频率也越高，不仅在已偏磨井的范围内，而且比较所有相同工作制度的油井，发现依然是冲次越高，其偏磨现象出现的越频繁。(5)封隔器坐封造成油管弯曲。目前陆梁油田带封隔器的井中大部分是水平井和侧钻井，其中部分井数采用的是Z331-115皮碗式封隔器。这种封隔器是自封式，没有坐封压力所以对油管的影响较小，不易使油管产生大幅度弯曲。

图1 防磨钢珠扶正器结构图

图2 旋转防偏磨抽油杆接箍结构图

3 偏磨现象的对策研究

3.1 中性点的分析

在抽油杆柱往复运动的杆柱下行过程中，由于受到各种下行阻力的作用，使其上部受拉，下部受压，会在某深度位置上出现受拉与受压的平衡点，此时该点的轴向应力为零[1]。中性点也是杆柱受最大下行阻力时的拉压平衡点。中性点下部的抽油杆柱容易发生杆管偏磨，从而引发抽油杆断脱或油管磨破[2]。

3.2 扶正器种类分析

3.2.1 卡箍类尼龙扶正器

这种扶正器是由两部分组成，利用一瓣的斜型导轨，插入另一瓣的凹槽内，借助内孔中的凸点或螺纹凸条实现与抽油杆抱紧的组合结构。其材质是尼龙V6，这种材料有弹性，具有明显的特点:①尼龙的强度与油管相比要小一些，这样对油管无伤害;②耐磨强度高;③磨后呈粉末状，粉末被油流携带走，因此无碎渣，不卡泵。

3.2.2 防磨钢珠扶正器

这种防磨钢珠扶正器是在同类产品滚轮式扶正器结构上做了改进，克服了滚轮扶正器的滚轮轴易断的问题，在一定的时间内延长了扶正有效期，但是随着有效期的延长，又出现了新的问题，即滚珠槽被磨掉，使滚珠散落，扶正器失效，同时也可能造成卡抽油杆、卡泵的事故。（如图1，2）

3.2.3 旋转防偏磨抽油杆接箍

旋转防偏磨抽油杆接箍的外工作面为三段与油管内壁曲率相同的圆弧曲面，与普通接箍的圆形外工作面相比，这种旋转防偏磨抽油杆接箍在生产作业时能将接箍与油管的接触由线接触变为面接触，使接触面积增大，降低接触应力，缓解抽油杆接箍与油管的偏磨程度。

3.3 采油生产参数

尽量保证柱塞的运动和驴头的悬点运动同步，使抽油杆的中性点位置保持在柱塞部位，使得抽油杆在上下冲程中始终处于受拉状态，防止抽油杆受压弯曲，从而避免磨损。短冲程、高冲次会直接导致杆管偏磨加剧，因此，不论采用何种类型抽油机，应首先考虑选其最大冲程和低冲次组合。

4 结语

根据多篇文献所提供的对抽油杆中性点的计算公式，编写了符合陆梁作业区油井情况的中性点计算程序。并对治理杆管偏磨提出了一些方法和想法。论文取得以下结论:(1)在陆梁作业区，井斜和拐点是产生偏磨现象的客观影响因素;采油生产参数、泵挂深度和含水率是主观影响因素。(2)陆梁采油站的影响因素变化稳定，其中性点位置变化范围较小。含水率大于65%，泵挂大于1200m时，偏磨现象的出现频率较高。(3)石南采油站的影响因素变化快，其中性点位置变化范围较大。含水率大于60%，泵挂大于1600m时，偏磨现象的出现频率较高。(4)计算出较为准确的中性点位置有助于判断偏磨井段位置，使扶正器产生更好的防偏磨效果。(5)目前合理的使用管柱强制扶正装置和高刚度管杆组合的综合应用可以有效地解决、延缓油井的偏磨现象。

[1]马建杰等.抽油杆中性点的计算方法研究.钻采工艺,2011,34(4): 63-65.

[2]王海斌.抽油杆受力分析及优化管理.江汉石油学院报,2004.26 (4):166-167.