HDPE内衬油管在煤层气井的实用性评价

肖占龙

摘要：煤层气以定向井排采居多，井身质量差，产出水呈弱酸性且煤粉含量大。油管的偏磨和腐蚀问题一直是困扰井下作业的难题之一。偏磨和腐蚀造成油管漏失，产生检泵周期短、修井材料成本大的后果。本文介绍了HDPE内衬油管的结构、性能、优缺点及在煤层气井中引进使用的原因，分析了内衬油管使用过程中存在的问题及配套使用工具，促进了HDPE内衬油管使用工艺的优化，评价了HDPE内衬油管在煤层气井中的使用效果，为内衬管在煤层气井中更好的推广使用提供了科学依据。

关键词：偏磨；腐蚀；内衬油管；优化；使用效果

一、HDPE内衬油管的结构与性能

1结构

采用生产普通HDPE管的生产工艺生产内衬用的HDPE管材。生产出的塑料管材切割成略长于油管的长度，塑料管材外径略等于油管内径。油管可采用新油管，也可采用旧油管，油管内外清理后，将HDPE管材插入油管内，为消除两种管材因嵌套造成的应力，将内衬管整体放入隧道炉内进行热处理，然后对油管接头部位的塑料进行局部加温，达到塑料软化的温度时，手工将塑料管翻到油管接头外部并整形，加工完成的HDPE内衬管。

2性能特点

HDPE比钢的摩擦因数和绝对粗糙度低，是HDPE内衬油管的一个显著特点，如表1所示

表1 摩擦因数与绝对粗糙度对比

HDPE内衬管耐磨性强

HDPE内衬材料与钢的滑动摩擦因数是0.16～0.23，比钢对钢的摩擦因数降低了1/2，使得抽油机井光杆负荷、齿轮箱的输出扭矩、抽油杆柱底部最小应力均有显著的降低，而且光杆最大负荷与最小负荷差也有了显著降低。不但降低了能源消耗，还提高了抽油杆柱的抗疲劳寿命。抽油杆底部最小应力的减小，使得抽油杆因受压而弯曲的可能性减少，从而减少了因磨损引发的井下故障。

HDPE内衬管防腐蚀性好

HDPE内衬管阻断了钢质油管内壁与煤层气井产出液的接触，利用塑料所特有的防腐性能，能够避免腐蚀以及腐蚀与偏磨联合作用造成的偏磨。

HDPE内衬管的优点：（1）同时具有抗偏磨和抗腐蚀特性。（2）管内壁不结垢，煤层气井应用时能减少煤垢结渣造成的卡泵躺井。（3）HDPE内衬管既可以衬在新油管，也可以衬在旧油管中。采用旧油管制作内衬油管可以节约材料成本。（4）不改变现行的作业工艺，不需要特殊的作业工具。（5） HDPE具有惰性，不易与其他物质发生化学反应，抗硫化氢和一氧化碳气体腐蚀，并且无毒，不会破坏煤层的化学性质。

临汾区块目前有煤层气井219口，定向井161口，定向井占开井数的73.5%。井深在1200米左右，井斜角较大，泵深在1000米左右。受油井井身轨迹的影响，煤层气井偏磨较严重。煤层气井的产出介质为煤层水，煤层水里除了含游离甲烷外还含有微量的硫化氢。硫化氢的存在导致煤层产出水呈弱酸性。所以偏磨和腐蚀情况在煤层气井中同时存在。

临汾区块2013年总共检泵233井次，其中油管漏失造成的检泵有121井次，占检泵总数的52%。杆管偏磨和腐蚀问题尤为严重，遂开始探索引进内衬油管。第一代内衬油管为廊坊新翔生产的橡胶内衬，存在内衬层抗磨性差、易起包、破裂脱落等问题，导致起出活塞或杆式泵后无法再次下入原位置，只能起出油管检泵；第二代内衬油管为东营胜联生产的高分子聚乙烯内衬，内衬层抗磨性能有了很大提高，但仍存在内衬层起包、内衬层加工长度小于油管长度等问题，经向物资管理部发函说明情况，进行聚乙烯内衬油管生产工艺改进，提高内衬油管质量；新生产的高分子聚乙烯内衬油管抗磨，不易起包。能够起到很好的防偏磨和防腐效果。

煤层气井使用内衬油管排采后仍不能减少抽油杆偏磨和腐蚀情况的发生。随着内衬油管在临汾区块修井的投入使用，还探索出了配套使用材料和工艺。防偏磨节箍的使用，減轻了抽油杆节箍对内衬层的磨刮，减少了内衬层起包的情况；针对只存在偏磨不存在腐蚀的井，选择下入普通抽油杆加装高分子卡箍扶正器的杆柱组合，能很好的防止因偏磨而造成的抽油杆本体断；针对只存在腐蚀的井，下入防腐抽油杆，能很好的防止因腐蚀而造成的抽油杆本体断；针对即存在偏磨又存在腐蚀的井，外包缚抽油杆的使用能很好的防止因偏磨和腐蚀造成的抽油杆本体断。随着这些新材料的不断引入使用，很好的预防了井下杆管的偏磨和防腐，大大延长检泵周期，凸显了内衬油管的使用效果。

随着内衬油管逐年投入使用的增多，检泵次数逐年减少，油管漏失造成的检泵次数逐年减少，进而检泵周期逐年延长，直接产生材料费用降低的经济效益。由于HDPE内衬管防偏磨、防偏磨性能优越，加之内壁不结垢能减少煤粉结渣造成的卡泵躺井，虽然一次性投入较大，但可以多次使用，使用年限较长，比起普通油管在偏磨后就报废，长期效果来看，能降低修井成本。

由于煤层气井2014年以前排采所用的井下材料为普通油管和抽油杆，多年的排采产生了大量的废旧油管和抽油杆。有些油管和抽油杆偏磨、腐蚀的不严重，正好可以返修做成内衬油管和外包抽油杆。废物利用既节约了材料成本，又解决了油管和抽油杆偏磨、腐蚀严重的问题，可谓是一举两得。

二、结束语

（1）HDPE内衬油管治理抽油机井的杆管偏磨和腐蚀效果显著，较适用于煤层气井的排采。

（2）HDPE内衬油管在煤层气修井的应用，降低了修井费用。

（3）废旧油管和抽油杆返修制成HDPE内衬油管和外包抽油杆，既能节约成本，又能治理煤层气井的偏磨和腐蚀问题。

（4）由于HDPE内衬油管内壁表面光滑，使得抽油机井有很好的节能作用。

参考文献：

[1]王海文，黄晓蒙，王伟章 HDPE内衬油管防治抽油机井杆管偏磨研究 石油矿场机械，2008.

[2]李德生 内衬油管应用效果分析 能源化工，2011.

[3]赵习子 外包抽油杆在大港油田南部油区的应用 中国化工贸易，2015.

（作者单位：中石油煤层气有限责任公司临汾分公司）