摘要:随着胜利油田的不断深入开发,油田内含水逐渐上升进入了高含水期,使得抽油杆、油管偏磨、腐蚀等问题日益突出.在较大程度上影响了油井正常开采,增加了作业难度。本文从多个方面对形成偏磨、腐蚀的多种原因进行了分析总结找出管、杆偏磨的原因,并对这些原因提出了一些合理的防治措施。抽油机是油田开采的重要机械,长时间的高压工作会导致抽油机出现各种各样的问题,而产生问题的原因多是抽油机的磨损。譬如本文要讲述的杆管偏磨问题,就是抽油机在工作过程中最为常见的问题之一,出现偏磨问题要及时进行维修,这样一来便耽误了油井工作,影响了采油效率。因此对抽油机井杆管偏磨的原因进行分析,提出可行的措施,希望能够缓解这一问题带来的严重性。
关键词: 抽油杆 油管 偏磨 腐蚀 原因 防治
1前言
作为有杆泵抽油的主体,抽油机井杆、管偏磨是造成油井管柱失效作业的一个主要原因,近年来这一问题呈逐年上升趋势,且上升幅度较大,浪费了大量的作业费用。本文针对这一实际情况,通过对2019上半年全厂发生杆、管偏磨井的统计分析,结合现场试验取得的经验,就当前普遍存在的抽油杆、管偏磨的原因进行了分析总结,找出抽油杆、油管偏磨的原因,同时本文也针对这些原因提出了一些合理的防治措施最大程度保证有杆抽油系统的合理高效运行。
2抽油井管、杆偏磨的原因分析:
杆、管偏磨的直接原因是抽油机井管、杆间具有的相对位移运动,偏磨的程度又受井身结构、管柱组合、生产参数、沉没度影响、综合含水影响等诸多因素影响和制约。
2.1、井身结构影响,即井斜引起偏磨的发生
在纵向上看,井筒在一定深度会出现弯曲、扭转现象。油管在自身重力作用下自然下垂,但受到井筒因素的干扰后,会产生弯曲及扭转。抽油杆在自身重力的作用下,必然会与有关发生接触,在油井的生产过程中,由于管杆之间会发生相对的位移运动,因此在抽油杆与油管接触的位置会出现摩擦现象,严重时会磨断抽油杆或磨穿油管造成严重后果。
2.2、不合理的杆柱组合抽油杆、管偏磨造成的影响
因抽油机井采油工艺特性决定了油管、抽油杆在工作过程中必然产生变形,所以偏磨是必然的和客观存在的,如果未采取其他(如加长油管、油管锚定、底部加重、杆柱扶正等)防护措施,变形的抽油杆与油管发生摩擦,偏磨损伤将是严重的。
2.3、生产参数不合理对抽油杆、管偏磨造成的影响
在实际生产中,为了获得较高的产量,常把生产参数(冲程、冲次)调至最大,长冲程、高冲次。这样虽然增加了各单井的产量,但同时也带来了一些不应有的弊端,其中之一就是加剧了杆管偏磨。冲程越长,抽油杆磨损部位的行程越大;冲次越高,相同时间内磨损的频率就越高。
2.4、沉没度对抽油杆、管偏磨造成的影响
沉没度较低时,沉没压力较低,不但原油容易脱气而且导致井筒内温度降低,采出液在泵的吸入口处,甚至在泵筒及井筒内析蜡,结蜡严重。同时因脱气大量轻质成分析出,采出液粘度上升。抽油杆柱下行程受到的阻力急剧增加,产生弯曲造成偏磨。沉没度低还会发生柱塞撞击液面现象,产生向上的冲击力,除加剧偏磨外,对抽油杆的损伤也非常大。
2.5、综合含水对抽油杆、管偏磨造成的影响
井内液体具有腐蚀性,偏磨磨损加快腐蚀速度;腐蚀加剧磨损程度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于某些进入高含水后期的油田,采出井液的含水增加,采出液的物性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,管杆接触面的润滑系数也在大幅度地降低,上行载荷明显增加,下行阻力无形加大,在增加抽油机驴头载荷的同时,也改变了抽油杆的受力状况和变形程度,致使管杆接触摩擦偏磨损伤与开采初期和低含水期相比越来越严重。
2.6加缓蚀剂减缓磨损
在井液腐蚀性较强的油井中可以适量加入缓蚀剂,缓蚀剂在金属表面形成一层致密的薄膜。这层薄膜一方面使金属本体与腐蚀介质隔开,对金属起到保护作用从而防止腐蚀;另一方面,在抽油杆与油管之间起到一定的润滑作用,因此减缓了杆管偏磨。针对采油机井的杆管材质可以针对不同的地质环境进行更换,比如说在地质情况为偏酸性的地区进行采油事业开发,可以将材质换成抗酸性的,有效降低酸性液体对杆管的影响。也可以选择一些外表比较光滑的材质,提升杆管之间的顺滑度,降低偏磨损耗。
3抽油杆、管偏磨的防治和解决措施
3.1、对于井身结构影响引起的偏磨可采取下扶正器和抽油杆优化的方法。
在偏磨严重井段应采用防偏磨接箍和扶正器相结合的方法,但扶正器并不是越多越好,还应考虑到液体物性可能引起的磨阻增大问题。因此对于直井,只是对中下部抽油杆进行防偏磨处理即可。在不同井段使用不同的管杆,如偏磨井段使用防偏磨的管杆,载荷较大井段使用强度较大的管杆也可改善偏磨对管杆的磨损情况。
3.2、对于管柱组合影响则可在完井设计时合理地管柱组合
(1)完井管柱。油管采用油管锚锚定减少柱塞冲程损失和提高泵效。防止油管弹性螺旋弯曲避免管、杆偏磨损伤。(2)完井杆柱。应在抽油杆底部使用加重杆加重和抽油杆扶正器增加柱塞有效冲程降低抽油杆交变应力幅度,防止抽油杆受压弯曲避免管、杆偏磨损伤。
3.3、对于生产参数不合理引起的偏磨。则需要进行合理的优化油井参数。
在可以保证生产效率的前提下,尽可能的减少抽油杆摩擦次数,降低频率,对摩擦次数和摩擦点严重的地方进行调整。改善抽油杆受力情况尽量采用低冲次,降低悬点的载荷,降低偏磨现象。
3.4、对于沉没度对抽油杆、管偏磨造成的影响应在完井时保持合理的沉没度。
对低沉没度的井采取下调冲次的措施,减小惯性载荷,降低中和点下部抽油杆柱弯曲程度,减少偏磨发生比例,对高沉没度、高冲次的井,采取换大泵径、下调冲次措施。在日常生产中应以长冲程、低冲次为原则,及时做好抽汲参数跟踪调整工作。
3.5、针对综合含水的影响,可以采用双向保护接箍防偏磨技术 来解决。
该技术可采用新型耐磨材料来制作抽油杆接箍,从而通过抽油杆连接处接箍的耐磨性来解决抽油杆的磨损,而油管则采用新型材料来做涂层,,该涂层具有柔韧性和耐磨性,可以有效地降低偏磨速度,延长使用时间。
4结语
综上所述,多方面的原因都会造成抽油井杆、管不同程度上的偏磨,影响油井的正常生产,因此在油井设计上应避免造成杆、管偏磨的客观因素,在日常管理中应加强油井监测及时调整生产参数。才能够有效的防治偏磨,延长油井的检泵周期。
参考文献:
【1】《井下作业工程师手册》石油工业出版社 吴奇主编
【2】 《采油工程手册》石油工业出版社 万仁薄主编
[3]吴鹏,陈小辉,孙宏彪,张志富.抽油机井杆管偏磨机理与防治[J].科技展望,2015,04:147.
[4]程江,张艳杰,王天琪.抽油机井杆管偏磨成因分析及防治对策[J].化学工程与装备,2011,09:105-106.
论文作者:赵延春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/6
标签:油管论文; 油井论文; 磨损论文; 原因论文; 管柱论文; 冲程论文; 抽油机论文; 《基层建设》2019年第25期论文;