低渗注水油藏压裂引效技术研究

王璐

摘要：有杆泵机械采油方法因结构简单、适应性强、寿命长，是油井生产中占主导地位的举升采油方式。随着石油开采，油田进入开发中后期，综合含水不断升高，同时，井况越来越复杂，斜井、大斜度井、水平井和小套管、套管变形井等比例不断加大，出现抽油杆、管偏磨现象越来越严重。这些偏磨现象增大了油井管漏、断脱等事故发生率。 通过应用综合防偏磨技术，有效解决管杆偏磨问题，延长了油井的检泵周期，减少了作业成本，增加了原油产量，为低产低效井的治理提供有力的技术支持。

关键词：偏磨;井况复杂;综合防偏磨

中图分类号：TE933

一、前言

有杆泵机械采油方法因结构简单、适应性强、寿命长，是油井生产中占主导地位的举升采油方式。有其固有的优点，也存在着一个普遍的问题——偏磨。随着石油开采，油田进入开发中后期，综合含水不断升高，同时，井况越来越复杂，斜井、大斜度井、水平井和小套管、套管变形井等比例不断加大，出现抽油杆、管偏磨现象越来越严重。这些偏磨现象增大了油井管漏、断脱等事故发生率。

多年以来提高泵效降低成本一直是采油单位围绕有杆泵采油的主要工作方向。而随着油田的不断开发，定向斜井和油井加深泵挂不断增多，使油井管杆偏磨的问题日渐突出，直接影響油井产量、缩短了检泵周期、增加了油井维护性作业费用、减少了油井有效工作时间，给油田带来了巨大经济损失。

二、油井管杆偏磨产生机理的定性分析

井斜、抽油杆往复运动是油井偏磨的主要因素，油井高含水、出砂、结蜡、供液不足，生产参数不合理等因素会进一步加剧偏磨发生。

1.井斜的影响

抽油机井生产时，抽油杆的综合拉力产生了一个水平分力，在水平分力的作用下，油管和抽油杆接触产生摩擦，在弯曲度较小的地方，油管内壁和抽油杆接箍产生摩擦，油管偏磨面积较大，磨损较轻，在弯曲度越大的地方，不仅油管内壁与抽油杆接箍产生摩擦，油管内壁与抽油杆体也产生摩擦，油管偏磨面积较小，磨损较严重。对于存在井斜井，在造斜点一定范围内，油管是弯曲的，抽油泵一般安置在造斜点以下，因此在造斜点处，抽油杆与油管必然发生接触摩擦，导致管杆磨损。

某油田偏磨井的井斜角最小是2.4℃，最大是28.3℃，平均18.7℃，井斜严重。而偏磨位置主要集中造斜点附近，在造斜点上下400米范围内最集中。

2.抽油杆往复运动对偏磨的影响

理想状态下，上冲程时抽油杆被拉直，中性点以下的油管由于卸载发生弹性弯曲而产生偏磨;下冲程时油管增载被拉直，中性点以下抽油杆在各种压力的作用下被压缩弯曲而产生偏磨。从偏磨的深度范围来看，抽油杆柱和油管柱偏磨位置主要集中在杆、管柱的中、下部。据统计178口偏磨井中，偏磨位置在泵上400米以内的为142口，偏磨位置在泵上400-800米的为27口，全井段偏磨井9口。

3.产出液介质的影响

在实际的生产工作中发现，油井含水的变化也是造成油井管杆的偏磨加速的一个重要因素。随着油井含水上升油管抽油杆偏磨逐渐加剧，其主要原因是随着油井含水的上升，作为井下油管与抽油杆之间润滑介质的产出液的润滑性能变差，油管抽油杆之间的摩擦系数增加。当油井为60%左右时摩擦系数仅为0.06，含水进入70%左右摩擦系数迅速上升，当油井含水达到85%左右，油管与抽油杆的摩擦系数可以达到0.25，是中含水期油管抽油杆摩擦系数的4倍。

4.供液不足的影响

油井由于供液不足，或者气液比过低，气体对泵的抽汲基本没有影响，柱塞在下行程过程中与泵内液面接触瞬间会发生液击现象，产生液击力，引起杆柱振动，加剧了杆柱的下行弯曲，使管杆偏磨加剧。当油井在低含水低沉没度条件下，由于气体的缓冲作用，泵内一般不会产生液击;高含水井由于没有气体的缓解作用，一旦泵的充满系数不高，就会产生液击，增大下行阻力，造成中和点上移，偏磨井段变长，油井偏磨加剧。

三、“四位一体”防偏磨技术

1.井眼曲线3D呈现

（1）井眼曲线三维立体再现分析技术

根据钻井井斜数据表，经过处理，输入到AutoCAD绘图软件中，可得到井眼曲线三维立体图，可从各个角度观察井眼轨迹变化，根据曲线图可以找到泵位置点的垂深、井斜角、狗腿度大小，从而判断泵位置点的合理性。

（2）系统优化设计技术

根据地质设计，对开采层状况进行分析研究，对日产液量、含水、油品性质、出砂情况、液面深度等进行分析，以确定合理的油井工作参数。杆柱设计参照API规范，本着应力利用率基本相等的原则进行。

2.井下优化

油井防偏磨工具总体上分为减轻摩擦类和消除摩擦类，减轻摩擦类的防偏磨技术又可以分为避免管杆接触类、减小杆柱屈曲类、均匀磨损类、耐腐蚀耐磨类，转移摩擦类及其它方法，消除摩擦类主要就是无杆采油技术，包括电动潜油螺杆泵，直线井下抽油装置等。

根据井斜数据表，得到井眼曲线三维立体图形，找出造斜位置、最大井斜角、狗腿度，配套扶正器、抗弯防磨副、内衬管、注塑杆等防偏磨工具，优化配比，最大化延长油井检泵周期。

3.井口旋转

井口旋转器，将管杆偏磨位置从15°扩大到360°，磨损周期提高24倍。井口旋转器的使用可以使管杆的单向磨损转变为周向磨损，从而大大减缓管杆的磨损速度，减少杆断脱和管漏失机率，延长油井免修期。

4.地面调参

为了减少管杆磨损，确定了合理调整油井工作制度的原则，即根据油井产量情况，在不减少油井产液量的前提下，研究合理的生产压差， 采用长冲程、低冲次，减少单位时间内管杆摩擦次数。

四、效果分析

按照从源头严把设计管理，优化作业设计的原则。2020年共实施综合防偏磨措施13井次，直线井下抽油装置2井次，措施前偏磨井的平均检泵周期为345天，采取防偏磨措施的井大部分至今仍在生产未检泵，已经平均延长检泵周期170天。

五、结论和认识

1.建立偏磨井的井斜、全角变化率数据库，结合地质和开发情况，应用设计软件模拟计算出偏磨井的井眼轨迹优化配置了扶正器的配置数量和间距，有效地达到了防偏磨的目的。

2.管、杆防偏磨治理包括设计的合理性、配套技术的适应性、工具的质量和性能、管杆更新等方面，其相关工具的优选能够提高偏磨油井的有效治理，是油井防偏磨治理的重要一环。

3.通过井眼曲线三维立体再现分析技术和综合防偏磨技术的使用，有效解决管杆偏磨问题，延长了油井的检泵周期，减少了作业成本，增加了原油产量。

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