文档介绍：油井杆管偏磨原因及防治措施分析
[摘要]抽油机井杆管偏磨现已成为国内外各大油田普遍存在的问题,特别是对于中后期开发阶段,随着综合含水的持续上升、下泵深度的逐渐增加,杆管偏磨日益严重,不仅加大了维护作业工作量,而且造成了巨大的经济损失。为了维持油田的正常生产,增产增效,研究杆管偏磨原因及防治措施有着重大的现实意义。
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[关键词]杆管偏磨治理措施
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0086-01
引言
近年来,随着斜井、水平井的不断增多,杆管偏磨问题越来越突出,从而造成油井维护作业井次居高不下,免修期缩短,作业量增加,管理难度加大,无形中提高了采油成本,影响了油田综合效益[1-3]。因此,油井杆管偏磨问题亟待解决。
1 杆管偏磨的危害
结合前人研究可知[2-4],稠油机杆管偏磨产生的主要危害有:
①影响油井正常生产,维护性作业井次居高不下;②杆管报废率高,增加杆管投入成本;③影响油井套管使用寿命。
2 杆管偏磨的原因
抽油杆在油管内的往复运动受到井深结构、杆管匹配、产出液性质、地层结构变化以及工作参数等诸多因素的影响,造成杆管的接触、摩擦,产生油井偏磨[2]。分析造成杆管偏磨主要原因[4-5]如下。
井深结构造成的偏磨
油井钻井时因地质结构和钻井工艺装备及采油工艺要求等要素制约,油井钻井时存在一定的井斜角、方位角,且井斜角、方位角多向变化,井深轨迹是一条方向复杂多变的三维空间管道。抽油杆在倾斜弯曲的油管内往复运动,必然导致杆、管的接触和摩擦。而杆管载荷、摩擦因数、材质和零部件结构等因素不同,造成杆管的磨损、腐蚀程度各不相同。
抽油杆、油管的失稳造成偏磨
杆管在加载、卸载过程中,因提升产出液产生轴向力、径向力。同时,因抽油杆杆柱长径比较大,在抽油杆往复运动中,易产生振动。根据现场要求,杆柱下部直径多为19mm或者22mm。在承受一定的轴向力和径向力的情况下,产生径向弯曲和侧应力。弯曲一般以接箍为顶点基本呈正弦曲线变化,下泵深度越深,该变化越明显。而油管的空间尺寸限制了抽油杆的弯曲,由此产生的侧向力使杆柱与油管内壁相互接触摩擦磨损。若杆管同时失稳,则相互磨损更加严重。
产出液的构成造成偏磨
当油井产出液含水大于一定数值时产出液换相,由油包水型转换为水包油型,润滑状况恶化,加重了杆管的相互磨损。产出液的强腐蚀性及流体冲刷,使管杆连接处产生缝隙腐蚀。杆管偏磨、产出液流体腐蚀更加重了杆管偏磨程度。另外,原油黏度变大,增加抽油杆上行载荷,加大了下行阻力,增大杆管之间的摩擦力,加剧油井偏磨。
油井的工作制度造成偏磨
油井的工作制度造成偏磨主要表现在:
①下泵深度加深。由于地层能量不足或地层结构情况复杂,油井下泵深度有增加的趋势。而油井下泵深度越深,井身下部井斜角及方位角轨迹变化越大,同时抽油杆载荷增大,油井偏磨程度随之增加。
②冲次增高。冲次增高会增加抽油杆振荡频率,使振动载荷增加,偏磨加剧。
③座封工序造成油