胜坨油田无短板长寿井举升技术研究与应用

2019-05-20李永强崔汝东谢文献赵祖德

石油天然气学报 2019年2期

李永强，袁杰，崔汝东，谢文献，赵祖德

中石化胜利油田分公司胜利采油厂，山东东营

胜坨油田，无短板，长寿井，举升技术，躺井率

1.前言

胜坨油田经过50多年的开发，井况恶劣，举升环境日趋复杂。躺井率和短命井数居高不下，2010年躺井率高达8.9%，200 d内短命井710口以上。高躺井率导致作业工作量持续上升，年均作业工作量3000井次左右，日作业动力90余部，作业成本由4.39亿元增加到6.54亿元。

胜坨油田举升系统的突出问题，严重制约了采油厂的高质量发展。通过开展现场调查，对举升系统各个节点进行系统梳理，提出“打造无短板长寿井”的理念：将油井比作由五大木板制作而成的木桶。木桶的容量代表油井的生产周期，五大木板分别代表抽油杆、油管、抽油泵、井下工具、工况等油井节点。木桶容量的大小取决于最短木板的高度，油井寿命的长短取决于最薄弱节点的寿命。油田开展打造无短板长寿井工作，努力延长油井生产周期。

2.方法措施

面对开发中的诸多问题，胜利采油厂从5个方面开展相关工作，全面提升举升系统配套技术水平[1][2][3]。

2.1.从系统上调整结构，正确决策塑长板

胜坨油田2010年杆管偏磨井数589口，占总井数的58%，是制约生产的最短板。通过开展室内评价和小规模现场试验，在油管内加衬高分子聚乙烯，改善油管耐磨性能。图1为普通油管与内衬油管的偏磨对比试验图，可以看出，改善偏磨效果明显。通过内衬油管的大规模投入，管漏躺井得到了有效控制。管漏失效井数由481口下降至78口，失效比例由30.8%下降至14.7%，管漏周期由245 d延长到764 d。

Figure 1.The diagram of comparison test between the eccentrically worn common oil tubing and lining oil tubing 图1.普通油管与内衬油管的偏磨对比试验图

2.2.从工艺上破解瓶颈问题，技术突破造长板

复杂的举升环境，使抽油泵适应性变差。抽油泵出现偏磨、腐蚀、刺损等问题。抽油泵成为了举升系统的短板。油田跟踪、拆解抽油泵186台次，研究泵漏失效原因。油田从结构、材质和处理工艺3个方面实施了6项整体技术改进，形成改Ⅳ系列抽油泵。

1)对抽油泵易失效部位进行结构改进。针对游动阀罩易断裂的问题，将游动阀下移，避免阀球对阀罩出液口的撞击；针对活塞易砂磨的问题，柱塞上部增加刮砂杯结构；针对球阀总承易冲蚀漏失的问题，球阀总承加装保护阀罩。

2)在材质上，针对球阀易刺损的问题，将不锈钢球阀改为硬质合金球阀，以提高球阀的硬度和耐磨性。

3)优化活塞与泵筒的处理工艺。活塞由先喷焊、后切槽，改为先切槽、后喷焊，防止切槽对喷焊层的损伤，提高活塞耐腐蚀性；针对不同井况优选不同处理工艺的泵筒，常规井采用镀铬泵筒，酸化井、腐蚀井采用镍磷镀泵筒，增强泵筒对井况的适应性。

胜利采油厂自2011年试用改Ⅳ系列抽油泵，2013年大规模推广，泵漏失效井周期由386 d延长至763 d。

2.3.从理论上深入机理分析，认识提升引长板

实施内衬管整体投入后，虽然内衬管使抽油杆偏磨减轻，但腐蚀情况更为严重。抽油杆的高抗拉强度不能满足腐蚀环境下的抗疲劳性能而发生断裂。抽油杆应力腐蚀杆断问题成为举升系统的新短板。针对该问题，采用隔绝法，应用PE半包覆抽油杆，杆头采取热喷焊处理，杆本体采用高分子材料包覆，将抽油杆与井液隔绝，提高抽油杆抗腐蚀能力。

2.4.从管理上优化控制方法，精细管理促长板

用精细管理促进打造长板。为进一步延长生产周期，对抽油杆实施分年限管理，贯彻3个原则：一是分年限分级存放原则，对于新杆、修复杆根据年限和生产厂商分别存放，便于进行针对性更换；二是整体更换原则，一口井的抽油杆在投入时实施同批次同品质的抽油杆整体投入，再次作业需要更换时实施整体淘汰，再换入一套同品质的杆，保证抽油杆寿命的整体均衡性；三是大浪淘沙原则，当一口井在短期内发生杆断，除断杆外其它抽油杆使用良好时，仅更换断杆，淘汰残次品，保留绝大多数优质杆。