防偏磨技术在锦150块的应用及效果分析

防偏磨技术在锦150块的应用及效果分析

[摘要]锦150块受钻井影响，油井普遍存在井斜大问题，油井井斜较大，导致油井管杆偏磨严重，油井断、卡、脱及管漏现象频繁发生，检泵作业频繁，生产周期缩短，作业成本增加。针对这一问题，应用各种防偏磨技术，见到了一定效果。

[关键词]偏磨效果评价锦150块

中图分类号：td 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）08-135-01

1 前言

锦150块作为采油作业五区唯一一个稀油注水开发区块，由于钻井时受地面地理环境因素制约，油井普遍存在井斜较大这一问题，此问题的存在，严重影响了区块油井后续生产。由于油井井斜较大，导致油井管杆偏磨严重，区块油井断、卡、脱及管漏现象频繁发生，油井检泵作业频繁，导致油井生产周期缩短，作业成本增加。

通过统计，锦150块在2006及2007连续2年所发生的检泵井中，因为断、卡、脱、管漏发生检泵40井次，占检泵总井次的88.8%，要打开延长锦150块油井检泵周期的突破口，就要遏制住区块油井断、卡、脱及管漏的发生。

经过分析及现场资料收集，发现锦150块造成断、卡、脱及管漏倒井的主要原因为油井井斜大，造成管杆偏磨严重。

通过区块34口井的全角变化率统计情况看，所有的井都存在偏磨问题，特别是部分油井全角变化率大于2.5度的有十几处甚至几

十处，这就说明下入井下的管柱因多处全角变化率大，而形成螺旋弯或“s”形弯。

锦150块油井每进行一次检泵作业，就存在如下几点问题：（1）检泵周期短将造成成本浪费；（2）锦150块因为井深等诸多原因，平均检泵时间为5日，按单井平均日产2吨计算，平均一次检泵将影响原油产量10吨。（3）油井频繁检泵，油井污染严重、作业区环保压力增大。（4）部分油井由于受水驱影响，压力高，需带压作业，油井放喷时间长，投入较大。

截止到2007年12月，该块油井共计22口，正常日开井21口，平均日产液163吨/天，平均日产油95吨/天，综合含水41.7%。

2 油管与抽油杆的偏磨机理

2.1 井斜和套变

由于油井本身存在井斜，套变等井况因素，导致油管在井筒内发生偏移，而油管内抽油杆在重力的作用下趋于垂直，导致管杆接触磨损。

2.2 抽油杆弯曲

抽油杆下行过程中，受打开游动凡尔所需力、原油对抽油杆的摩阻及液击的影响，活塞以上抽油杆在一定范围内发生弯曲产生中和点，中和点以上管杆发生接触磨损。

2.3 油管蠕动

在有杆泵抽油井中，活塞上行程时自由悬挂油管下部是弯曲的，并存在应力中和点。蠕动原因是接泵筒的油管内部压力对油管产生

弯曲效应，油管内压力值是柱塞两端压力差乘以柱塞面积，因此，供油充足、动液面较高的油井，活塞两端压差小，油管弯曲较弱，而供液不足动液面低的井，活塞两端压差大，油管严重弯曲成螺旋形，每隔一定距离就与抽油杆接触。

2.4 含水率升高，产生腐蚀

当油井产液含水大于74.2%时，产出液由油包水型转换为水包油型，管杆表面也由亲油性变为亲水性，管杆表面失去了原有的润滑作用，管杆磨损加剧。

锦150块油井井斜大，井眼轨迹复杂，油层埋藏深，使抽油杆柱与油管之间发生偏磨，偏磨产生的金属碎屑在沉积作用及生产管柱的往复作用下进入泵筒造成卡泵，同时偏磨最终导致油井杆断、脱、管漏现象发生而导致油井停产。

3 防偏磨技术的综合应用及效果分析

为解决锦150块因管杆偏磨导致油井断、卡、脱及管漏倒井，检泵频繁的问题，自2008年起，我们采油作业五区一方面立足于作业区实际情况，另一方面积极与工艺大队等相关部门密切配合，针对偏磨问题综合应用各种防偏磨技术，并见到了一定效果。

3.1抽油杆抗磨接箍

抽油杆抗磨接箍，规格为ф25mm、ф22mm、ф19mm三种，表面采取特殊减磨和抗磨处理，由硬度较高的金属材质制造，可比普通抽油杆接箍提高耐磨寿命数倍。最初我们是把抗磨接箍装在油井井斜较大的位置，在2008年及2009年油井检泵作业过程我们基本是全

井抽油杆接箍位置都下入抗磨接箍。通过下入抗磨接箍，把原来抽油杆接箍直接与油管磨损改为抗磨接箍先与油管磨损，最后油管与抽油杆接箍磨损，这样，我们就人为的延长了油井生产时间。以后倒井时，我们只要根据现场接箍磨损情况进行部分更换。

3.2 旋转井口装置

本产品为两级减速，减速比大。当撞击杆转动时，推动棘爪向下，带动棘轮做圆周运动，并使蜗轮同轴的蜗杆旋转，蜗杆和蜗轮相互啮合，使得蜗轮转动，从而带动油管挂和油管做圆周运动。如此循环，利用撞击杆运动作为动力，带动油管旋转，从而使得油管和抽油杆均匀摩擦，偏磨减小，延长了油管寿命。

应用井为锦150-17-119井。该井泵挂深度为1760米，则管柱重量为1760×9.18公斤/米=16.1吨。油柱重量约为16吨，共计32.1吨。滚动轴承摩擦系数为0.0018，则摩擦力为32.1×0.0018=57.8公斤。油管旋转器减速比为27×63=1701，如施加撞击杆0.5公斤外力，则油管旋转器输出端产生的力为0.5×701=850公斤远远大于57.8公斤，从而使整个油管柱旋转，达到防偏磨的目的。

3.3 复合型机杆泵保护装置

该产品工作原理是利用抽油机在带动抽油杆作上下往复运动过

程中，每一个周期（即一个冲次）均会出现负荷交变（即负荷差）。利用负荷差产生的能量推动抽油杆旋转。为实现这一工况，该产品设计有一弹性储能装置，它有将每一周期内抽油机释放的机械能储存起来，并在每一周期内释放能量。通过一个被动式水平推动装置，

产生一个足以克服抽油杆与油管摩擦力的力矩。力矩的着力点间接作用在一个抽油杆锁紧装置上。这样，锁紧装置在力矩的作用下克服摩擦力带动抽油杆产生旋转。

3.4 内衬管（油管内壁由特殊耐磨材质组成内衬，增强抗磨性）。进入2012年，受锦150块水井停注及下步开发需要影响，锦150块在区块开发上基本保持现状维持生产。在油井检泵作业中，我们对偏磨严重、易卡油井试验应用内衬管，见到了一定的效果。

3.5 铁屑收集器、磁防蜡杆及超强防蜡增油器。

作业时下入合适深度油管及抽油杆上，起到收集铁屑及防蜡降粘的作用，同时有效防止了卡泵现象的发生。

4 结论及建议

4.1 综合防偏磨技术的应用，可有效地治理管杆偏磨，延长油井检泵周期，减少检泵井次，提高泵效和产量。

4.2 油管旋转装置能带动泵筒进行旋转，能使泵筒内表面磨损均匀，可减少泵的漏失。与抽油杆旋转装置配合，可提高检泵周期、提高单井效能，延长抽油泵使用寿命。

4.3 复合型机杆泵保护装置具有防偏磨、减震、保护抽油泵及悬绳器功能。

4.4 油井防偏磨配套技术不是简单的防偏磨工具的组合，它是一项系统化工程，需要对油井井斜数据、抽油管、杆的受力状况以及现场的实际情况进行系统分析，只有这样才能起到效果。在2010年，我们将继续加深锦150块防偏磨技术研究，稳定并延长油井生