孤东油田抽油井防偏磨配套技术研究和应用.docVIP

孤东油田抽油井防偏磨配套技术研究和应用 　　摘要：目前孤东采油厂生产井中斜井比例越来越大，且井斜角大（大于65度），造斜点高（在190-500米左右），易出现杆管磨损严重、检泵周期短、泵效低等问题。偏磨井治理工作主要以斜井防偏磨为主，同时，兼顾直井深抽偏磨现象及井液腐蚀偏磨现象的治理。根据油井的具体偏磨情况，制订了多种防偏磨治理模式，采用尼龙扶正器、抗磨副、连续杆、内衬油管的分级治理方式。目前共治理偏磨井218井次，平均检泵周期延长106天，取得较好经济和社会效益。 　　关键字：孤东油田；抽油井；斜井；偏磨；配套技术 　　0 前言 　　近几年，孤东采油厂斜井、大斜度井数快速增加。复杂结构井所占比例越来越大，井况趋于复杂，部分区块油井进入了特高含水期，抽油井的井况发生较大的变化，致使抽油井生产中偏磨问题越来越突出。动液面的下降，抽油机负荷的增大，抽油杆柱、管柱的受力状况发生较大的变化，下部抽油杆柱、管柱失稳弯曲造成偏磨；含水的升高，润滑状况恶化，油井介质的腐蚀，砂、聚合物结晶等磨粒的增多，进一步加剧抽油井的偏磨，严重影响了油井的正常生产。 　　对于新建产能块地处滩海地区，井斜角大（大于60度 ），井身造斜率大（大于230/100m），造斜点高（在260-500米左右），尤其是GO641块的油井，平均造斜点为217米，最大井斜70.53度，抽油泵在造斜点以下，易出现杆管磨损严重、检泵周期短、泵效低等问题。 　　1 油井偏磨影响因素分析 　　有杆泵井管杆偏磨的原因复杂多样，如：井斜结构、油井生产参数、油管抽油杆组合及管杆运动形态、产出液物性、含水、矿化度及杂质等因素，而且这些因素相互交错、相互作用，因此油井管杆偏磨是多种因素共同作用的结果，十分复杂。 　　1.1 油管抽油杆失稳弯曲造成管杆接触偏磨 　　抽油井生产上下往复运动，在下冲程中，抽油杆柱在自身杆柱的重力作用下下行，但同时受到杆柱与液体间的摩擦阻力、抽油泵活塞与泵筒间的摩擦阻力、杆柱在液体中的浮力等多种阻力的共同作用，抽油杆柱中存在受力为零的一点为中性点，中性点以上的抽油杆始终处于拉伸状态，不会弯曲变形，而中性点以下的抽油杆在各种阻力作用下弯曲变形，严重时产生螺旋弯曲现象，这种现象称为“失稳弯曲”。杆柱“失稳弯曲”造成管杆接触产生偏磨，而中性点越低，杆柱的“失稳弯曲”越轻，杆柱偏磨现象也越轻。 　　1.2 高含水高矿化度产出液腐蚀加剧管杆偏磨 　　当油井含水大于60-70％时产出液换相，由油包水型转换为水包油型，管杆表面失去了原油的保护作用，而产出水矿化度比较高(10000-21000mg/L)，对抽油杆和油管有大的腐蚀作用，加剧了磨损。如4-12-22井在检泵作业发现500-600m之间抽油杆接箍严重磨损，有4根抽油杆接箍已被磨平，相应的油管内壁也受到严重磨损。 　　1.3 油井井身轨迹的变化造成油井管杆接触偏磨 　　1.3.1 自然井斜影响 　　在钻井过程中，随着钻井深度的增加，钻头与井口的同心度变差。即使是直井，井身轨迹大多存在一定的拐点或螺旋弯曲，抽油杆在自然井斜的井筒轨迹中上下运动时，由于管杆本身重力的作用，必然引起管杆的接触偏磨。 　　1.3.2 井筒变形的影响 　　由于地层蠕变，加之多年的强注强采，造成套管变形，井段出现弯曲，俗称“狗腿子”，严重时造成油井套管破裂、错断，甚至报废。 　　由于套变和井斜，使井下油管产生弯曲。在抽油井生产时，抽油杆的综合拉力或综合重力产生了一个水平分力，如图1所示。在水平分力的作用下，在抽油机上下冲程过程中，管杆相互接触产生摩擦造成偏磨。 　　在正压力N的作用下，上冲程时抽油杆与油管的上侧内壁产生摩擦；下冲程时抽油杆与油管的下内壁产生摩擦。由于离井口越近，F或W越大，则N也越大，磨损越严重；油管的倾斜角度? 越大，正压力N越大，磨损就越严重。在拐点处，不仅由于抽油杆上下往复运动与油管内壁发生偏磨，而且由于在抽油杆抽汲力的作用油管产生蠕动，油管与套管也发生偏磨。 　　 　　图1 井筒弯曲管杆偏磨受力示意图 　　上冲程时 　　下冲程时 　　式中：N 为由F或W引起的抽油杆对油管内壁的正压力，N；? 为油管倾斜角度，°；F 为抽油杆的拉力，N；W为抽油杆的重力和各种阻力的合力，N。 　　孤东采油厂管杆磨损腐蚀的原因可归结为井斜影响、失稳弯曲和冲刷腐蚀三大因素。其中，管杆失稳弯曲和产出液的冲刷腐蚀是可控因素，通过调整生产参数、管杆组合，控制产出液与管杆接触与防腐技术进行防治；针对井斜、井筒弯曲不可避免地造成了管杆直接接触产生磨损问题，主要通过扶正、减磨、防腐等技术的综合应用进行解决。 　　2 偏磨治理配套技术应用 　　针对有杆泵采油出现的偏磨问题，从现有技术角度，国内的防偏磨技术按其功能可分为三大类：一类是转移偏磨点的技术，主要是指加扶