孤东油田七区中抽油杆偏磨原因分析及治理措施

孤东油田七区中抽油杆偏磨原因分析及治理措施【摘要】油管抽油杆偏磨问题导致杆断、杆脱、管漏等事故，是孤东油田七区中开发面临的一个生产难题，本文从多个方面对造成偏磨的原因进行了分析，并结合实践经验介绍了一些治理偏磨的措施，以期为管杆偏磨治理工作起到一定的指导借鉴作用。【关键词】油管抽油杆偏磨原因分析治理对策中图分类号：U464.136+.5文献标识码：A文章编号：在有杆机械采油过程中，经常会发生抽油杆与油管的相互接触磨损，造成杆断、杆脱、管漏等事故，缩短油井免修期，影响油井正常生产，增大作业及材料成本投入。据统计，孤东油田90%以上的油井采用有杆机械采油工艺，50%的井存在不同程度的管杆偏磨腐蚀现象，随着斜井、侧钻井的增多，偏磨腐蚀现象越来越严重。管杆偏磨造成了频繁躺井和作业、油井免修期的降低和作业材料成本的大量投入，严重影响了油田的原油生产和经济效益。开展油井管杆防偏磨技术、方法的探讨与应用工作，具有现实而深远的意义。油管抽油杆偏磨问题是目前许多油田生产中存在的较为棘手的问题，偏磨容易造成抽油杆断脱，油管漏失，使抽油泵泵效降低，油井免修期缩短，增加作业工作量，严重制约油田的生产。为了解决这一棘手问题，技术人员和采油工根据作业解剖情况结合油井的阶段生产情况对油管抽油杆偏磨问题进行分析和研究，并经过大量的实践，摸索出一些治理偏磨问题的对策。1油管抽油杆偏磨的原因导致油管抽油杆偏磨的原因比较复杂，涉及到油管、抽油杆、泵筒、井身结构、油井的供液状况、生产参数、工况、产出液性质、管杆材质等多个问题。孤东油田七区中该类井平均泵径80.8mm，平均泵深737.2m，平均液量102.8t/d，平均动液面659.5m，平均冲次7.6次(高于区块平均冲次6.8次)，平均沉没度100.3m，平均检泵周期226d，平均矿化度9905mg/l。大泵高参数就成了躺井的主要原因，油井两次躺井相隔时间短，调参之后沉没度下降了284m，另外该井的矿化度很高，因此在这类井的共性就是大泵-高参数-液量高-井下工具疲劳(矿化度高腐蚀加重)-躺井。近年来，斜井、侧钻井、水平井数量大增。在此类井中，管、杆的对中更为困难，管杆偏磨更为严重。目前，普遍使用的是CYB250井口装置，所使用的大四通是自喷井250型采油树下部的大四通，虽然安装简便，但不能解决抽油杆与油管对中问题，一旦抽油机底座固定，调中就很困难，偏心、光杆与防喷盒不对中现象的存在，加剧了管杆偏磨。1.1抽油杆在工作过程中交变载荷的影响抽油杆在生产过程中承受的是不断变化的交变载荷，上冲程主要受抽油机的拉力、活塞以上液体的重力、活塞与泵筒的摩擦力等作用，迫使抽油杆伸长，而油管则是受到轴向的压力作用，迫使其弯曲变形；下冲程时抽油杆受重力、液体进入泵筒的阻力和液体的浮力、活塞与泵筒的摩擦力等作用，抽油杆受到轴向力压力作用，迫使抽油杆要发生弯曲变形，而油管则是受到轴向的拉力作用，这种变形是在抽油杆往复运动中不断变化的，受压变形的抽油杆与油管内部接触，便产生摩擦，每次磨损的位置是相对固定的，长此以往就会造成油管抽油杆的偏磨，这是偏磨的主要原因之一。1.2井身结构的影响多数井井筒是垂直地面的，但是随着钻井技术的发展，斜井水平井、侧钻井等不断增多，井斜也是导致油管抽油杆偏磨的重要原因。井斜角越大发生偏磨的可能性就越大，即便是直井，其井身轨迹也不是铅直的，下入井内的油管、抽油杆受到井筒轨迹的影响，发生弯曲，就会产生偏磨现象的发生。由于大部分油井的井身轨迹都不是铅垂的，所以由井斜原因造成的偏磨问题也是很普遍的。1.3油管抽油杆弯曲变形油管抽油杆在生产过程中由于受力不均等多种原因，使得油管抽油杆发生塑性变形，变形后的油管抽油杆由于运行轨迹不重合，进而产生摩擦，造成油管抽油杆的磨损。1.4套管变形的影响由于多年来受地质因素等多方面的影响，许多油井套管变形严重，而且变形的位置不止一个，使得井筒内的油管抽油杆运行轨迹被迫发生变化，进而造成油管抽油杆偏磨。1.5产出液影响由于某些井某些层位的产出液中含有腐蚀性成分较多，将油管抽油杆表面耐腐蚀层腐蚀，形成了凹凸不平的接触面，摩擦系数增加，更加剧偏磨的严重程度。偏磨加重了腐蚀，腐蚀引起更严重的偏磨，如此以来就形成恶性循环。加之有些井含有少量硫化氢，硫化氢的存在就会导致氢脆腐蚀，加剧了对油管抽油杆的破坏。1.6管柱结构影响管杆偏磨受管柱结构影响比较显著，特别是泵上掺水管柱，由于泵上掺水管柱多使用Y211型封隔器，封隔器坐封时要加压80-100KN，所以泵上油管受压弯曲，容易产生偏磨。其次泵径泵深对管杆偏磨也有很大影响，泵径越大活塞下行时阻力越大，抽油杆下行时越容易弯曲，导致管杆偏磨，而且一般大泵井泵深较浅，杆柱负荷较轻，所以泵深越浅的井发生偏磨的几率越高。泵深较大井尾管的长度相对较小，活塞上行时泵上油管容易弯曲，从而产生偏磨。2油管抽油杆偏磨的危害2.1造成抽油杆断脱油管抽油杆偏磨是材料强度大的把强度低的磨损，由于不同厂家生产的油管抽油杆的材料组成有差异，所以其强度也不相同，油管抽油杆磨损的状况也各不相同，由于抽油杆接箍外径较大，所以抽油杆偏磨最常见的是抽油杆接箍偏磨，偏磨到一定程度才会出现抽油杆本体偏磨，当接箍越磨越薄甚至丝扣磨损时就会出现脱扣现象。而抽油杆本体磨损后抗拉强度逐渐变低，出现杆断的几率逐渐增加，达到一定的程度就会产生断脱。2.2造成油管漏失抽油杆偏磨的同时油管也受到磨损，在抽油杆偏磨的井上油管大多也都存在偏磨问题，作业时起出的油管可以看出有一道深的凹槽，严重者油管会磨穿，造成油管漏失，甚至是一条大的裂缝，严重影响油井的正常生产。2.3造成油井免修期缩短，造成油井躺井油管抽油杆磨损后，抽油杆断脱、油管漏失的几率就会增加，造成油井躺井，使油井的免修期大大缩短。部分油田由于油管抽油杆偏磨造成的躺井，占到躺井比例的70%以上，可见偏磨的危害有多大。2.4影响抽油井泵效降低由于偏磨使油管出现不同程度的漏失，使泵效降低。3偏磨治理措施近年来，随着高含水期的开发，大泵高参数生产，管杆偏磨越来越严重，采油厂越来越重视管杆偏磨问题，为预防治理工作投入了大量的人力、物力开展管杆防偏磨工艺技术、方法的研究与应用，并取得了显著的效果。3.1下入多种类型的抽油杆扶正器抽油杆扶正器是治理偏磨的一种简单有效的措施，常用的扶正器有尼龙扶正器、滚轮扶正器、滚珠扶正器、塑料扶正器等，效果比较稳定的尼龙扶正器，成本低，效果好，不易造成事故，但其耐磨性能稍差。3.2调整抽油井生产参数抽油井生产参数的高低对偏磨有很大影响，参数越高偏磨越严重，所以在油井生产过程中要不断监测动态资料，使油井在合理的生产参数下生产，尽量采取大泵径大冲程小冲次生产，参数能下调的尽量下调，最大限度的减少躺井。3.3安装抽油杆旋转减载装置该装置安装在抽油机悬绳器上部，在油井生产过程中，每个冲程减载装置带动抽油杆柱微量转动，这样使抽油杆与油管偏磨的部位发生改变，不再是一个部位，通过部位不断变化，抽油杆的运行轨迹也在不断变化，油管抽油杆磨损的部位也在不断变化，这样就延长了油管抽油杆的耐磨时间，大大增加了检泵周期。7-38-115井2007年连续4次因干断脱躺井，2008年3月安装了抽油杆旋转减载装置，使该井的检泵周期延长到522天。3.4安装油管旋转装置该装置原理类似于抽油杆旋转减载装置，只是转动的部分是油管，它的使用对延长油井的免修期也起到了很大作用。3.5用螺杆泵或电泵替代对符合条件的油井用螺杆泵和电泵代替抽油井采油，也是一种很好的防治偏磨的措施。3.6使用内衬管和玻璃钢油管由于内衬管和玻璃钢油管内部有一层高强度的耐磨层，与抽油杆扶正器配套使用治理偏磨井，也是一种行之有效的措施，目前我们已对多口井采取了该措施，效果较好。3.7抽油机校正管杆偏磨与抽油机是否对中有很大关系，对井口不对中的井通过校正抽油机使之达到对中，可以在很大的减少偏磨的程度，有些井的偏磨现象甚至消除。4结束语油管抽油杆偏磨问题是一个系统性问题，偏磨的原因可能是多重的，也可能是单一的，治理偏磨时要认真分析造成偏磨的具体原因