关键词：复杂油气藏； 控制程度；综合配套技术；机杆泵匹配
研究区块多年持续开采，采油井供液越来越差，机采井存在供液不足现象，液面基本都在泵吸入口附近，抽油泵承受超过比标准更大的压差，泵漏失严重、工作效率低下，普通的HL 级杆由于所限和多年重复下井使用，无法满足泵挂加深的要求。针对以上问题开展了低液面低产能采井配套增加产能技术研究，优选了高强度抽油杆，优势为强度高，与普通HL级杆相比，可降低一级使用，既能有效实现超深抽，又能达到节能降耗的目的。抽井泵筒在不改变抽油泵基本原理的情况下，通过简单加长柱塞长度，保证了减少抽油泵漏失量的效果，效果显著且成本低廉，满足了本区块采油工艺实际需求。目前泵挂深度已不能满足需要，但目前的普通抽油杆由于其强度的限制已无法继续加深，且深抽后普通泵漏失量大，泵效降低。低液面低产能井由于其地层能量低，在生产和作业中入井液容易倒灌地层，造成储层污染，引起油井产能降低。机械采油如何发展来应对油藏开发中后期的技术综合配套研究应用，解决区块增油提升过程中出现的问题，最终达到最大限度挖潜井筒和油层潜力的目的。
1. 高强度抽油杆
1.1 高强度抽油杆基本性能
高强度抽油杆的金相组织为针状回火马氏体，其组织晶粒细小均匀，再经过喷丸强化处理后，不但具有较高的抗拉强度（1150~1 360 MPa）和表面硬度（HRC≥42），而且还有很高的表面残余应力，使得它具有更高的疲劳强度和更高的应力腐蚀断裂抗力。具体性能参数见表1，实物见图1。
从上表可以看出， 高强度抽油杆整体参数指标较高，抗拉强度、屈服点、表面硬度、疲劳寿命明显高于D 级和HL 级抽油杆。根据高强度抽油杆的性能特点，在相同载荷深度条件下，Φ19mm 和Φ22mm 的 高强度抽油杆可分别替代Φ22mm 和Φ25mm 的HL 级抽油杆，而且高强度抽油杆能减轻抽油杆柱的重量，减少抽油杆驴头的载荷，达到节能降耗的目的，同时增大了抽油杆与泵管之间的流动通道，减少了液流阻力，提高了抗拉强度，延长检泵周期。
1.2 高强度抽油杆优点
（1）延长检泵时间，提升泵的使用效果。由于较高的抗拉强度及疲劳强度这两个优势， 级高强度杆的寿命可达到730 天以上，能有效延长检泵周期，减少因管杆偏磨或杆强度问题造成的躺井。另一方面 级高强度杆增加了高抗弹性和抗塑变能力，进而弹性模量指标提高，伸长量比明显降低，生产中减少了冲程损失，相比HL 级抽油杆泵效提高10%。（2）与普通HL 级同杆径抽油杆相比，可降低一级使用达到同等强度要求。即使用Ф16mm 级高强杆代替普通HLФ19mmD 级杆，Ф19mm 级高强杆代替普通HLФ22mmD 级杆，Ф22mm 级高强杆代替普通HLФ25mmD 级杆，通过应用Ф19mm、Ф22mm 杆两级组合，替代原有Ф19mm杆、Ф22mm 杆和Ф25mm 杆三级组合。达到减轻抽油机驴头载荷，实现深抽需要以及满足小井眼井的使用需求。（3） 级高强度抽油杆每根长8.5~9 m（根据要求可以定制），与普通杆（长8 m）相比，单井减少接箍20~30 个。 级高强杆价格与普通杆价格一致，但整体性能要比普通杆优秀。（4）针对四吋套油井只能下Ф60 mm 油管，由于空间狭小，管杆在Ф60 mm 油管内偏磨频繁，极易造成杆断或泵卡，自从使用高强度抽油杆，效果一直良好。在相同载荷深度条件下， 高强杆可降低一级应用，即增大了管杆间的油流通道，减小了井筒内液体阻力，最终加快了液流速度。
1.3 高强度抽油杆适用范围
高强度抽油杆与普通抽油杆相比，其抗拉强度提高了20%～30%，最大许用应力提高了20%～70%，疲劳强度提高了20%～70%。从其承载能力分析，低规格的 级杆可替代高规格的普通抽油杆用于强采及小井眼特殊井。由于抽油杆杆柱尺寸减小，减轻了抽油杆重量，降低了井筒载荷，提高生产效率，达到了节能降耗的目的。高强度抽油杆采用两级杆组合深抽工艺，适用于供液能力差的抽油井或有特殊需求的二级杆组合抽油井上，最大限度地加深泵挂，扩大生产压差，提高油井的抽汲效率，增加油井产能，同时有效解决了抽油机悬点载荷过重问题，是挖掘油井潜能、提高油井产量的行之有效措施。
2 抽油井泵筒防漏失工艺
2.1 工艺改进方法
当A井工作制度确定之后，下泵深度（2000m），泵径大小（Ф38 mm）、流体粘度都已确定，想要减少泵的漏失量，只能通过减少泵的间隙和增加柱塞的长度来实现。然而泵的间隙减少是有限的，目前应用的一级泵已经达到允许的最小间隙。所以泵漏失的减少只能通过增加柱塞的长度，当前工艺增加柱塞的长度是最简单可行有效的办法。对抽油泵的柱塞进行了改进，密封段由原来的1.25 m 增加到1.85 m。对φ38 mm 抽油泵长柱塞泵进行室内试压测漏失量实验，在室内10 MPa压力（泵工作压差超过10 MPa，最大到29MPa），是最大允许漏失量125 mL/min 的1/3，达到改进目的。引进智能找堵水开关器，实现找水堵水调层一体化。智能堵水开关通过内置电路软件控制开关器的打开和关闭，达到堵水、生产、测试、找漏等多项增产想法。实现一趟管柱找水、堵水、生产、调层、测试等多项生产目的，解决常规找堵水技术工序复杂、施工周期长、油层污染等问题，同时为多层、高含水油井精细管理及低效井治理进行新技术储备。
2.2 Y445 封隔器工作原理
让封隔器把当前正在生产层分隔，一个智能开关负责一个生产层，通过地面预先编制工作顺序或地面打压控制，电机带动阀门，打开或关闭相应油层。由于采用桥式体及单向阀结构，各生产层相对独立，互不干扰开关器设计为一体式桥式结构，内含微处理器控制的阀门机构。直通孔用于连通上下层位，阀门状态不影响上下层位的连通。旁通孔与层位连通，由阀门控制流道的通断，见图2。
图2 Y445 封隔器图
3 结束语
（1）通过对低液面低产能井配套技术研究应用，在抽油杆方面 杆最大限度地加深泵挂，扩大生产压差，提高油井的抽汲效率，增加油井产能，同时有效解决了抽油机悬点载荷过重问题。（2）智能找水开关器实现一趟管柱找水、堵水、生产、调层、测试等多项生产目的；抽油泵承受了超过比标准（10 MPa）更大的压差，压差基本都在20 MPa以上，泵漏失严重，泵率低下。通过改进泵的柱塞长度为提高这部分井的生产实效。
参考文献：
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论文作者:仲卫芳,崔海, 张海霞
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：油井论文; 高强度论文; 漏失论文; 目的论文; 载荷论文; 区块论文; 产能论文; 《科学与技术》2019年第14期论文;