出可适用于严重偏磨井、大斜度井... 水平井等复杂井况的排采,不需要...
贺金秋
[摘 要]抽油机井杆管偏磨现已成为国内外各大油田普遍存在的问题，特别是对于中后期开发阶段，随着综合含水的持续上升、下泵深度的逐渐增加，杆管偏磨日益严重，不仅加大了维护作业工作量，而且造成了巨大的经济损失。为了维持油田的正常生产，增产增效，研究杆管偏磨原因及防治措施有着重大的现实意义。本文就抽油机井偏磨机理及防治进行论述。
[关键词]抽油机井；偏磨机理；防治
中图分类号：TE933.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）35-0035-01
引言：抽油机是采油厂原油生产的重要设备，提高抽油机的系统效率和管理水平是油田开发的重中之重和建设生态社会的必然要求。有杆抽油系统效率的高低，对能耗影响较大，获得较高的系统效率可起到节约能量提高经济效益的目的。但是，大庆油田抽油系统工作效率仍然较低，增加了原油生产成本，增加了能源消耗，加剧了油田用电紧张状况。因此，提高抽油机系统效率成为油田开发工作者的重点工作之一。
1 抽油机井偏磨的机理分析
抽油机井的管杆泵在井下时刻受到拉压弯扭挤等组合变形的影响，在这个复杂的受力运动系统中，造成管杆偏磨的因素太多，主要有：
（1）井液介质的因素。据资料显示，油井产出液含水大于75%时，由油包水型转换为水包油型，管、杆表面则失去了油性润滑介质，磨损程度加重。矿化度明显增大Cl-、HC03-和H2S的含量的普遍较高。管杆的偏磨，表面生热，铁原子活化。具有强腐蚀性的产出液，使偏磨处优先被电化学腐蚀，使得管杆偏磨表面更粗糙，磨损更为严重。
（2）井身结构的影响：随着油田的开发斜井、定向井越来越多，井身结构更加复杂。造斜点附近，管杆受井眼轨迹的影响产生弯曲，管杆发生强烈摩擦磨损。
（3）油管受压弯曲的影响：有封隔器等工具的管柱，尾管较短时，泵上油管受压弯曲，造成抽油杆与油管偏磨。
2 抽油机井杆管偏磨的原因
抽油杆在油管内的往复运动受到井深结构、杆管匹配、产出液性质、地层结构变化以及工作参数等诸多因素的影响，造成杆管的接触、摩擦，产生油井偏磨。分析造成杆管偏磨主要原因如下。
2.1 井深结构造成的偏磨
油井钻井时因地质结构和钻井工艺装备及采油工艺要求等要素制约，油井钻井时存在一定的井斜角、方位角，且井斜角、方位角多向变化，井深轨迹是一条方向复杂多变的三维空间管道。抽油杆在倾斜弯曲的油管内往复运动，必然导致杆、管的接触和摩擦。而杆管载荷、摩擦因数、材质和零部件结构等因素不同，造成杆管的磨损、腐蚀程度各不相同。
2.2 抽油杆、油管的失稳造成偏磨
杆管在加载、卸载过程中，因提升产出液产生轴向力、径向力。同时，因抽油杆杆柱长径比较大，在抽油杆往复运动中，易产生振动。根据现场要求，杆柱下部直径多为19mm或者22mm。在承受一定的轴向力和径向力的情况下，产生径向弯曲和侧应力。弯曲一般以接箍为顶点基本呈正弦曲线变化，下泵深度越深，该变化越明显。而油管的空间尺寸限制了抽油杆的弯曲，由此产生的侧向力使杆柱与油管内壁相互接触摩擦磨损。若杆管同时失稳，则相互磨损更加严重。
2.3 产出液的构成造成偏磨
当油井产出液含水大于一定数值时产出液换相，由油包水型转换为水包油型，润滑状况恶化，加重了杆管的相互磨损。产出液的强腐蚀性及流体冲刷，使管杆连接处产生缝隙腐蚀。杆管偏磨、产出液流体腐蚀更加重了杆管偏磨程度。另外，原油黏度变大，增加抽油杆上行载荷，加大了下行阻力，增大杆管之间的摩擦力，加剧油井偏磨。
2.4 油井的工作制度造成偏磨
油井的工作制度造成偏磨主要表现在：
①下泵深度加深。由于地层能量不足或地层结构情况复杂，油井下泵深度有增加的趋势。而油井下泵深度越深，井身下部井斜角及方位角轨迹变化越大，同时抽油杆载荷增大，油井偏磨程度随之增加。
②冲次增高。冲次增高会增加抽油杆振荡频率，使振动载荷增加，偏磨加剧。
③座封工序造成油井U管偏磨。因为座封会使封隔器以上油管全部弯曲，泵上油管与抽油杆相互磨损。
④油管连接处切削式磨损。由于相连的两根油管在管箍内难以实现无缝对接，当抽油杆接箍与油管接缝处相抗时，会产生切削式磨损，该类磨损结果会直接导致断杆停产。
2.5 油管连接处切削式磨损
由于相连的两根油管在管箍内难以实现无缝对接，当抽油杆接箍与油管接缝处相抗时，会产生切削式磨损，该类磨损结果会直接导致断杆停产。
3 抽油机井偏磨治理对策
1）使用注塑杆和扶正器。使用注塑杆、扶正器等较成熟的井筒防偏磨工艺技术是目前最普遍、最常用、最基本的方法。但是单独使用注塑杆、扶正器有效期较短扶正器磨损后抽油杆与油管必然相互摩擦磨损无法从根本上避免杆管的摩擦与磨损。主要是针对偏磨程度不十分严重的油井使用起到延长免修期和保护油管杆的作用。同时该方法也是采用其它防偏磨工艺的重要辅助措施之一。
2）高含水井下浅泵、大泵。对于高含水井在作业时，可将泵挂上提，还可以将泵径换大，能够有效的防止偏磨。
3）制定合理的工作参数。确定合理的冲程、冲次及泵径，特别是泵深较深的情况下，采取长冲程、低冲次的原则，尽量减少振动和惯性载荷，达到减轻杆管偏磨的目的。
4）应用加重杆。对一些泵深较深的直井，下人加重杆，在抽油杆末端加9-10根cp28抽油杆进行加重，利用加重杆的重力和强度，使抽油杆的中和点降低，防止下沖程时抽油杆下部发生弯曲，减少杆管偏磨几率。
5）保证合理的沉没度。摸索出头台油田的合理沉没度为100m左右。合理沉没度不仅可以提高泵效，也可以减轻杆管偏磨。
6）制定合理间抽制度。摸清低产井油井排液规律，确定合理间抽制度，能够有效的减轻偏磨。
7）应用油管检测技术判断报废油管。在地面单凭肉眼是难以检查到油管内部磨损，因此无法对油管作出报废判断，使得一些严重偏磨的油管再次入井，短时间内因管漏而二次作业。为了防止严重偏磨油管再次下井的问题，引进了油管检测技术，对投产二年以上抽油机井在检泵作业时进行全井油管检测，筛选出合格油管和报废油管，检测合格油管可以再次下人井中。油管检测技术的应用虽然不能防止偏磨现象的发生，但可以检测出油管偏磨程度并提供油管的判废标准，减少问题油管的下井几率，提高作业完成率和检泵周期。
4 结束语
抽油机井杆管偏磨是多方面因素造成的，因此在偏磨治理上，应该遵循综合治理的原则。由于任何生产参数的改变都会引起偏磨状况的变化，因此单一的偏磨防治很难奏效。偏磨问题的防治应该在具体分析抽油机井偏磨原因、偏磨程度的基础上，采取相应的综合治理措施，进行技术配套，才能达到减轻偏磨，延长杆管使用寿命的目的。采用综合治理措施治理偏磨，是目前延长油井免修期，提高老油田开发效益的重要措施。具有较强的推广应用价值。
参考文献
[1] 刘迎春.油井管杆偏磨原因分析及防治措施[J].中国新技术新产品，2013，3：139.
[2] 王力.浅析杆管偏磨的影响因素及解决对策[J].江汉石油职工大学学报，2010，23（2）：52.
[3] 张卉，时玄宇，周恒仓，等.浅谈抽油机杆、管偏磨原因及措施[J].内蒙古石油化工，2015，2：53.
[4] 刘桂林，兰铁英.抽油井偏磨治理的试验研究[J].大庆石油地质与开发，2004，23（6）：51.endprint
