含水与沉没度对杆管偏磨的影响研究

含水沉没度变化规律 , 通过利用抽油机井计算机仿真 分析系统 , 计算出不同沉没度 , 不同含水情况下的最 小载荷 。
研究表明 : 抽油机悬点最小载荷随沉没度的下降 和含水增加而下降 , 含水越高沉没度越低 , 悬点最小 载荷下降的幅度越大 ; 当悬点最小载荷降到某一值 时 , 悬点最小载荷随着沉没度降低和含水的上升反而 增加 。
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第 25 卷 第 4 期 大庆石油地质与开发 P1G1O1D1D1 2006年 8月
文章编号 : 100023754 (2006) 0420082203
含水与沉没度对杆管偏磨的影响研究
郭晓忠 , 刘洪举 , 崔雅桂 , 潘建军
(大庆油田有限责任公司 第五采油厂 , 黑龙江 大庆 163513)
井 数 /口
4 5 7 31 62 145 275
百分比
/%
0176 0195 1132 5186 11172 27141 51198
2 抽 油 机 悬 点 最 小 载 荷 随 沉 没 度 与 含 水的变化规律
含水与沉没度直接影响抽油泵的工作状态 , 从而 影响抽油杆柱的振动载荷 , 并最终影响悬点最小载荷 与抽油杆柱的轴向分布力 。为了搞清楚最小载荷随着
随着华北油田开发程度逐渐深入 , 主力砂岩油藏层系内部和层系之间油水关系日趋复杂 , 三次采油难度日 益加大 。可动凝胶调驱技术兼具聚合物驱和调剖技术之长 , 更适应华北油田地质特点 。从 1999年开始 , 油田 积极开展可动凝胶调驱技术研究应用 , 探索适合华北油田特点的三次采油技术发展之路 。
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大庆石油地质与开发 P1G1O1D1D1 第 25卷 第 4期
3 抽油机井杆管摩擦磨损规律实验研 究
加而显著增加 。例如 , 在侧压力为 130 N 时 , 如果含 水由 50%升高到 95%时 , 抽油杆的磨损率由 0171 × 10 - 6 g /m 增加到 2159 ×10 - 6 g /m , 增加了 265%。
摘要 : 通过对抽油机井最小载荷随含水和沉没度变化规律及杆管摩擦磨损规律的实验研究 , 找出了含 水 、沉没度对杆管偏磨的影响规律 。高含水抽油机井在低沉没度条件下运行时 , 抽油泵因严重供液不 足而产生液击 , 会加剧抽油杆柱振动 , 降低抽油机悬点最小载荷 , 从而减少抽油杆柱的轴向分布力与 杆管产生偏磨的临界轴向压力 , 加大了下冲程时抽油杆柱下部受压段的长度 , 容易造成抽油杆柱屈曲 而导致杆管偏磨 。高含水是导致杆管偏磨速度加快的主要原因 。 关 键 词 : 含水 ; 沉没度 ; 杆管偏磨 ; 影响规律 中图分类号 : TE35515 文献标识码 : A
杆区域划分 (表 3) , 由表中统计结果可见 , 杆管偏 磨区域主要分布于抽油杆柱下部 , 有 79139%偏磨井 的偏磨位置在 200 m 以下 。
表 3 抽油杆偏磨区域分布统计
偏磨区域
/m
600以上 600 ～500 500 ～400 400 ～300 300 ～200 200 ～100 100以下
为了进一步研究沉没度对悬点载荷的影响 , 在 X13 255 2231 油井上利用热洗流程向套管内灌水调节动 液面 , 并测试不同液面条件下悬点示功图 , 测试结果 见图 1。当示功图充满程度为 50%左右 , 最小载荷最 小 , 显然 , 悬点最小载荷随沉没度的变化规律与上述 研究结果是一致的 。
参考文献 :
[ 1 ] 韩修庭 1抽油机井振动载荷对杆管偏磨的影响研究 [ J ] 1大庆 石油地质与开发 , 2004, 23 (1) : 382411
[ 2 ] 刘桂林 , 兰铁英 1抽油机偏磨治理的试验研究 [ J ] 1 大庆石油 地质与开发 , 2004, 23 (6) : 512521
[ 3 ] 孔凡军 , 刘永贵 1 随钻压力温度测量系统的研究与应用 [ J ] 1 大庆石油地质与开发 , 2005, 24 (1) : 762791
[ 200, 100)
334 11 3129
373 17 4156
334 14 5169
420 21 6119
441 14 4131
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[ 100, 0) 1 161 43 3170 1 112 71 638 1 284 89 6193 1 331 70 5163 1 314 55 4119
113 抽油杆偏磨区域的统计 统计 1998—2002 年杆管偏磨井 529 口 , 按抽油
133 3 2126
135 3 2122
含 水 / %
[ 75, 80) [ 80, 85)
208 7 3137
196 9 4159
211 2 0195
198 6 3103
172 5 2191
306 11 3159
300 17 5167
312 16 5113
294 20 6180
294 7 2138
4 结束语
抽油机井杆管偏磨区域主要分布在靠近泵处的下 部抽油杆柱 。高含水 、低沉没度是导致杆管偏磨的主 要因素 , 高含水是导致杆管偏磨速度加快的主要原 因 。高含水抽油机井在低沉没度条件运行时 , 抽油泵 严重供液不足而产生液击 , 从而加剧了抽油杆柱振 动 , 降低了抽油机悬点最小载荷 , 从而降低了抽油杆 柱的轴向分布力与杆管产生偏磨的临界轴向压力 , 加 大了下冲程时抽油杆柱下部受压段的长度 , 容易造成 抽油杆柱屈曲而导致杆管偏磨 , 高含水加快杆管磨擦 磨损速度 , 因此高含水井杆管容易偏磨 。
收稿日期 : 2006204213 作者简介 : 郭晓忠 (1969 - ) , 男 , 陕西高陵人 , 工程师 , 从事采油工程研究工作 。
2006年 8月 郭晓忠等 : 含水与沉没度对杆管偏磨的影响研究
于 100 m 的偏磨井占总偏磨井数的 6210%。
表 2 不同沉没度区间杆管偏磨井的分布情况统计
111 不同含水区间杆管偏磨率的分布规律 统计了 1998—2002 年杆管偏磨井 529 口 , 按不
同含水区间分类 (表 1) , 从统计数据看出 : 随着含 水的上 升 杆 管 偏 磨 率 呈 明 显 上 升 趋 势 , 含 水 大 于 85%的偏磨井占总偏磨井数的 7518%。 112 不同沉没度区间杆管偏磨率的分布规律
编辑 : 何先华
可动凝胶调驱成为砂岩油田提高采收率主导技术
2006年 6月初 , 二连蒙古林油田蒙 1计注聚站注入流程建成投产 , 这标志着华北油田可动凝胶调驱进入 工业化应用阶段 。实践表明 , 可动凝胶调驱已成为华北砂岩油田提高采收率主导技术 。国内同行业专家鉴定认 为 , 该技术总体上达到国际先进水平 。据最新统计 , 该技术已在油田 34个油藏区块 149口井实施 , 覆盖储量 4 65517 ×104 t, 累计增油 29114 ×104 t, 创效益 4129 ×108 元 。
年 度 1998 1999 2000 2001 2002
项 目
总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /%
2 543 104 4109
2 754 120 4107
2 859 140 419
2 905 98 3137
[ 0, 70)
853 2 2134
793 1 013
892 2 0122
899 3 0133
829 6 0172
[ 70, 75)
164 3 1183
161 2 1124
119 1 0184
为了深入分析抽油机井杆管偏磨原因 , 对抽油机 井杆管摩擦磨损规律进行了实验 , 研究了井液含水 、 侧压力对杆管摩擦系数与磨损速度的影响 。 311 井液含水与侧压力对杆管摩擦系数的影响
研究表明 : 抽油杆与油管之间的摩擦系数随着原 油含水量增加而增加 , 随侧压力的增大而增大 。侧压 力越大 、原油含水越高 , 抽油杆与油管之间的摩擦系 数也越大 。 312 井液含水 、侧压力对抽油杆磨损率的影响
近几年来 , 由于杆管偏磨井数逐年上升 , 增加了 维护性井下作业费用及杆管更换费用 , 严重地影响了
1 杆管偏磨情况分析
油田开采的经济效益 。“八五 ”期间杏南油田抽油机 井检泵井 2 149 口 , 杆管偏磨造成检泵井仅为 13 口 井 , 占检泵井数的 0161% ; 到 “九五 ”期间抽油机 井检泵井 4 288口 , 因抽油杆磨断造成检泵井数就达 到 195口井 , 占检泵井数的 4155% , 特别是从 1998 年开始 , 年磨断率平均以 3%的速度上升 。随着抽油 机井含水的逐年升高以及油井生产流压的逐渐降低 , 高含水或特高含水 、低流压抽油机井的数量将逐年增 加 , 杆管偏磨井数也将逐年增加 , 因此 , 对抽油机井 杆管产生的偏磨原因进行研究 , 并有效地采取预防措 施 , 具有重要的实际意义 [ 123 ] 。
研究表明 : 抽油杆的重量磨损率随着原油含水量 的增加而增加 , 随侧压力的增大而增大 。侧压力越 大 、原油含水越高 , 抽油杆重量磨损率增加的幅度也 越大 。
实验结果还表明 : ①含水 、侧压力对抽油杆与油 管之间的摩擦系数有显著影响 。在侧压力一定的条件 下 , 杆管之间的摩擦系数随着原油含水的增加而增 加 。例如 , 在法向压力一定的条件下 , 如果含水由 50%升高到 95%时 , 杆管之间的摩擦系数增加 20% 左右 ; 在含水一定的条件下 , 如果侧压力由 50N 增 加到 130N 时 , 杆管摩擦系数增加 20%左右 ; ②含 水 、侧压力对抽油杆的磨损率有显著影响 。在侧压力 一定的条件下 , 抽油杆的磨损率随着原油含水量的增
合 计
2 382 67 2181
2 543 104 4109
2 754 120 4135
2 859 140 419
2 905 98 3137
> 500
322 0 0
401 0 0
414 3 01072
420 10
2138 404 10
2148
沉 没 度 /m
[ 500, 400) [ 400, 300) [ 300, 200)
统计 1998—2002 年杆管偏磨井 529 口 , 按不同 沉没度区间分类 (表 2) , 从表中统计结果看 : 随着 沉没度的降低杆管偏磨率明显上升 , 沉没度低于 200 m的偏磨井占总偏磨井数的 7616 % ,其中沉没度低
表 1 不同含水区间杆管偏磨率的分布情况统计
年 度 1998 1999 2000 2001 2002
[ 85, 90)
341 15 4140
408 29 7111
427 33 7173
464 36 7176
493 21 4126
[ 90, 95)
424 21 4195
557 37 6164
629 48 7163
242 62 8136
818 45 515
[ 95, 100 ]
86 8 9130 128 9 7103 164 16 9176 129 10 7175 164 11 6171
低含水油井在低沉没度条件下运行时 , 由于气体 的缓冲作用 , 泵内一般不会产生液击 ; 高含水油井在 低沉没度条件下运行时 , 抽油泵供液不足 , 由于泵内 无气体或很少气体缓冲 , 柱塞在和液面接触瞬间将产 生液击 , 从而加剧了抽油杆柱的振动 , 降低了抽油杆 柱的轴向分布力 , 即降低了杆管产生偏磨的临界轴向 压力 , 杆管易产生偏磨 。
项 目
总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /% 总 井 数 /口 偏磨井数 /口 偏 磨 率 /%
[ 0, 100 ]
2 382 67 2181
126 2 1159
162 3 1185
196 1 01051
190 9 4169
194 4 2106
179 4 2123
216 5 2131
214 2 01093
226 11 4186
208 5 214
260 7 2169
279 8 2186
312 11 3153
270 14 5118
344 10 21百度文库1