油井偏磨技术

《油井偏磨技术》由会员分享，可在线阅读，更多相关《油井偏磨技术（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、摘要油田进入高含水期后，井况及杆、管、泵的受力情况都发生了较大的变化， 抽油机井的偏磨问题成为影响油井免修期变短、作业频繁主要因素。本文从分析 影响偏磨的因素及偏磨产生的机理出发，提出了油井偏磨的治理对策。关键词：偏磨；机理；治理对策第1 章 前 言胜利采油厂自 90 年进入特高含水开发期，由于润滑介质变差， 抽油杆，油管偏磨日趋严重，到2007 年底，偏磨井达到 366 口，占 所有有杆泵井的 31.3%，由于偏磨造成的杆管报废年累计 30 万米左 右。由偏磨造成的杆断、管漏维护作业每年在300 井次左右，平均免 修期 210 天。由此可见，治理油井偏磨、延长油井免修期，已成为油 田降低成本

2、的迫切任务。本文从分析影响有杆抽油系统偏磨因素及偏 磨的机理出发，通过调研国内外先进防偏磨工艺，提出了油井偏磨的 治理对策。第2 章 东辛采油厂杆管偏磨现状目前，全厂有杆泵井 1169 口，其中偏磨严重（每年由于偏磨造 成杆断、管漏至少一次）的有 366 口（见表 1），占全部有杆泵井的 31.3%。表 1 全厂偏磨井分矿统计表偏磨井数总井数比例一矿18149. 7230. 65二矿I48624. 6319. 30三矿101四矿90合计366表 2 2007 年 1 10 月份维护作业统计表原因0-9191-201201-301302合计比例杆断2712255922960. 32管漏23814

3、5672160. 23泵漏204136721690. 18出砂502711281160. 12供液不足17715300. 03封窜135211310. 03其它20221524810. 09合计1703051652999391. 00由表2 可以看出：杆断、管漏仍然是造成油井维护的主要原因， 占全部维护作业井的55%。由于偏磨造成杆断、管漏井数341 口占所 有维护作业的 36%。由于偏磨造成的杆管年报废量在 30 万米左右， 由于偏磨造成的维护作业费用为2046万元，杆管费用1000万元左右， 是影响胜采油井经济效益的最主要原因。目前一矿先导区和扩大区累 计油井150余口，其中7080 口偏

4、磨严重，平均免修期在150天左 右，其余井也普遍存在偏磨，但偏磨程度较轻;二三矿油井的偏磨主 要特点是集中在高含水、高含砂的油井；四矿坨28 区块 7-8 单元上 半年共发生杆管作业 13 井次，占全矿杆管作业井次的 40.6%，平均 检泵周期仅有 202 天，杆管短命井 8 井次，占全矿杆管短命井数的 47.1%采油厂抽油机井：油管、抽油杆存在偏磨问题的418 口，占抽油 机井 37.2%，2007年1-6 月用油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作 量 326 口，占上半年维护作业工作量的 35.8% ，2003 年 1-6 月因油管、 抽油杆偏磨造成的返修作业工作量 76 口，占上半年返修作

5、业工作量 的 32% 。（见表 1 ）采油一矿抽油机井；油管、抽油杆存在偏磨问题的144 口，占抽 油机井的45.8%，2002 年1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的维修作业 工作量 102 口，占上半年维护作业工作量的57.5%，2007 年 1-6 月因 油管、抽油杆偏磨造成的返修作业工作量的 50 口，占上半年返修作 业工作量的 55.5%。采油二矿机井：油管、抽油杆存在偏磨问题的 63 口，占抽油机 井的 22%，2007 年因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量 198 口，占全年维护作业工作量的 40%，2006 年因油管、抽油杆偏磨造 成的返修作业工作量51 口，占全年返修作业工

6、作量的42%，2002 年 1-6月因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量85 口，占上半年维 护作业工作量的 37%，2007 年 1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的返 修工作量13 口，占上半年返修作业工作量的32%。采油三矿抽油机井：油管、抽油杆存在的偏磨问题的8 口，占抽 油机井的33.8%，2006 年因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量 18 口，占上半年返修作业工作量的 27.7%，2006 年因油管、抽油杆 偏磨造成的返修工作量3 口，占上半年维护作业工作量的8.8%，2002 年 1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量8 口，占上半年 返修作业工作量的25.8%，

7、2007 年 1-6月因油管、抽油杆偏磨造成的 返修作业工作量 3 口，占全年返修作业工作量的 8.8%，2006 年 1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的返修作业工作量1 口，占上半年维护作 业工作量的 6.3%。采油四矿抽油机井：油管、抽油杆存在偏磨问题的127 口，占抽 油机井的49.8%，2007 年1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业 工作量 91 口，占山半年维护作业工作量的 34.1%，2006 年 1-6 月因 油管、抽油杆偏磨造成的返修作业工作量 24 口，站上半年返修作业工作量的 41.1%。采油五矿抽油机井：油管、抽油杆存在偏磨问题的 76 口，占抽 油机井的36.3

8、%，2006 年因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量 85 口，占全年维护作业工作量的23%，2006 年因油管、抽油杆偏磨 造成的返修作业工作量24 口，占全年返修作业工作量的27.9%，。2002 年 1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成的维护作业工作量 40 口，占上半 年维护作业工作量的24.5%，2007年1-6 月因油管、抽油杆偏磨造成 的返修作业工作量8 口，占上半年的返修作业工作量的25%。东幸采油厂抽油机井偏磨情况统计表单位矿矿矿四矿五矿采油厂存 在偏磨 的井口 数井数（口）14463812776418比例45.8%21%33.3%49.8%36.3%37.2%20 01年因

9、偏磨造 成的维 护及返 修工作 量情况维护（口）1961071817885584比例/40%27.7%/23返修（口）652334624151比例/458.8/27.92001 年维护（口）10285891403261-6月因偏磨 造成的 维护及 返修工 作量情 况比例57.6%37%25.8%34.1%24.8%据统计，2007 年采油厂因偏磨造成的直接经济损失是1161万元见表2007 年偏磨造成的经济损失统计表项目报废抽油杆（万米）返修井数（口）停井占产油量（吨）备注数量4.161612900价值（万元）307.5180402.5171.1合计（万元）1161.1注：每吨油按590元，返

10、修井每口按2.5万元，每口井占产4天,每天4.5 吨计2、现场偏磨情况描述通过近几年我们对东幸采油厂偏磨井现场所作的资料统计表明， 在偏磨井中，由于按 磨损造成的事故占总事故数的 61%，本体偏 磨占 19%，抽油杆疲劳断占 12%，腐蚀造成的占 8%。3、防偏磨工艺技术现状我厂从 2006 年就开始了油井的偏磨防治理工作，未解决油井的 偏磨问题，先后自主研制、开发和引进了滚轮防磨器，尼龙防磨器， 油管锚，加重杆，旋转井口、倒拉锚和斜井泵等配套工具，再此基础 上初步形成两套防偏磨技术，并且还在极个别井上进行了小直径电 泵、连续抽油杆工艺防偏磨试验。这两套防偏磨工艺是：在较大斜度 和曲率半径小的

11、井里下滚轮扶正器，地面配油管旋转井口，其应用情 况见表 3直、斜井防偏磨工艺技术效果统计表配套工艺井（口）数最长时效（天）平均时效（天）平均延长免修期（倍）尼龙扶 正器+加重 杆+倒拉锚73146941.7滚轮扶正器+旋转井口564201673.6注：尼龙扶正器+加重彳杆+倒拉锚技术从2007年6 月月开始应用。总体上说，上述两种配套技术在减缓油井偏磨，延长油井免修期， 减少 0 作业维护工作量上见到了较好的效果，但是，这两种配套技术 也只是起到控制偏磨的作用，并未彻底解决偏磨问题，目前防偏磨技 术单一，缺少对新技术、新产品的应用，偏磨所造成的维护、返修作 业工作量高，油井免修期短，仍是制约采

12、油厂发展的主要因素之一。第3 章 影响油井偏磨的因素偏磨起源于钻井，表现在抽油机井的生产过程中，产出介质和抽油机井的工况变差是偏磨的催化剂。1、井斜 自然井斜在钻井过程中，随着钻井深度的增加，钻头与井口的 同心度变差，从平面上看，是在井口是心周围的点的集合群，从垂直 来看，井筒是一条弯曲旋扭的线条，由于钻井采用刮刀钻头，一般井 深超过 600-800 米就会出现扭曲现象。 斜井 随着钻井技术的发展和油田开发需要，定向井，斜井不 断增多，我厂到2006年底有366口斜井、定向井。 地层蠕变 地层蠕变造成套管变形，是井筒出现弯曲、变形， 产生“狗腿子”严重时导致油井报废。2、油井工况 冲程与冲次

13、在偏磨井中，冲程短，冲次高时，偏磨的部位磨 损频率高，失败速度快， 底部抽油杆弯曲 抽油杆弯曲产生于下冲程，下冲程时，抽油 杆主要受两个方向的力，一个是自身在液体中向下和重力，另一个是 活塞受到向上的阻力，阻力随着活塞直径、原油粘度、工作参数的增 加而增加，也随着活塞于泵衬套间隙减小而增大，而两个方向的力的 平衡点，即为中性点，在中性点以下抽油杆受压弯曲，使抽油杆与油 管发生偏磨。 油管弯曲 抽油杆在上冲程时，游动阀关闭，活塞带动油管内 介质上移，由于管内介质的重力，油管与管内介质和抽油杆的阻力作 用，使抽油杆拉直，而油管在中性点以下产生弯曲，油管弯曲造成的 偏磨主要局限于泵上部附近，即中性点

14、以下到泵位置，中性点位置又 于泵以下尾管的长度有关，若尾管加长或锚定，就可以把弯曲应力抵 消。 砂、蜡、稠 产生液含有砂或结蜡、油稠，都会造成抽油杆下 行困难，导致下冲程抽油杆局部产生弯曲。 抽油机安装不规范 长期以来 游梁式抽油机制安装就存在 问题，其主要原因是抽油机的底座为分体式，当地基发生松陷时，水 泥底座将会发生偏斜或沉降，导致抽油机的驴头与井口不对中。3、产出介质 综合含水上升 随着油田开发年限的增加，产出液综合含水 率不断上升，偏磨腐蚀的油井逐年增加，资料表明 中原油田采油三 厂自 2003 年发现偏磨48 口，而 2005年达 164 口，我厂2007 年仅有 偏磨井 60 多口，到 2005 年达481 口，主要原因是当油井产出液含水 大于 75%时，产出液换相，由油包水型转换成水包油型，也就是说， 油管内壁、抽油杆表面失去原油的保护作用，产出水直接接触金属， 由于失去原油的润滑作用，油管内壁和抽油杆磨损速度加快，伴随着 腐蚀，使磨损速度成倍增加。 腐蚀介质 若产出液中具有高矿化度、 CH 含量高， CO2， H2S， 细菌等产物，将会导致金属表面腐蚀，比如：co2-h2o-h-hco2 2 2Fe-