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[摘 要]在对抽油井管杆偏磨资料统计的基础上，分析了影响抽油井管杆偏磨的诸多因素，认为管杆偏磨不仅与井斜有关，还与沉没度、含水、抽汲速度等因素有关。提出了防止或减轻偏磨的措施，为今后抽油井的管杆偏磨防治提供了依据。
[关键词]抽油井；管杆偏磨；影响因素；防治措施
中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0075-01
前言
孤岛采油厂所辖油田自1968年发现，至今已走过40多年的开发历程。随着开发时间的延长，井深结构复杂井日渐增多，高含水大泵提液引起的大泵径高冲次、油井腐蚀、油井见聚等因素影响越来越大，抽油机井杆管偏磨问题日趋严重。抽油井管杆偏磨是造成油井管柱失效的一个主要原因，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。主要表现为躺井率升高。2011年偏磨井占抽油机开井数的25.3%，一是垦西油田偏磨井数已占开井数的71%。二是检泵周期缩短，偏磨井平均检泵周期为254天，明显低于平均检泵周期水平。三是能耗指标上升。偏磨井平均吨液耗电指标高出全厂平均水平1.47千瓦时。解决抽油机井偏磨，延长油井免修期，降低偏磨井能量消耗，已成为老油田长效开发必须解决的重要课题。为此，对偏磨油井实施全面系统防偏磨措施，以全面提高偏磨油井开井时率、泵效、检泵周期，降低吨液能耗为治理目标，从引起偏磨原因、杆柱受力计算和改善杆柱的受力状况入手，根据不同区块、不同开发方式、不同井况和油井偏磨腐蚀程度的不同，开展偏磨油井综合治理攻关。
1 管杆偏磨影响因素
（1）抽汲过程中造成的机械偏磨。抽汲过程是一个变速过程，不同时期存在不同的加速度，抽油杆柱受力存在差异。抽油杆柱在油井正常生产过程中，受到多种载荷的影响。杆柱中和点以上部分杆柱仅受拉，无稳定问题；中和点以下部分杆柱受压，当压力达到一定值时，抽油杆失稳发生弯曲，导致抽油杆与油管偏磨。（2）井身结构原因造成的偏磨。油管、抽油杆本身在呈现空间曲线的套管中，油管、抽油杆也是空间螺旋弯曲的，统计表明，泵挂在造斜点以下的斜井中偏磨井所占比例为88%，造斜点附近100m范围内的磨损较其他部分更加严重。（3）沉没度对管杆偏磨的影响。低沉没度、高沉没度均易发生管杆偏磨。（4）抽汲参数对偏磨的影响。抽汲参数对偏磨的影响主要表现为小冲程、高冲次时偏磨次数频繁、位置集中，主要是受惯性力的影响，当冲程一定时，角速度越小，产生的惯性力影响越小。（5）管杆柱结构对偏磨的影响。油管弯曲造成的磨损主要集中在泵上附近，即中和点以下到泵位置。抽油杆底部所受的阻力越大，杆管越容易产生偏磨；而对于不同的抽油杆其自身的截面参数不同，临界载荷也不同。处于中和点以下的较细的抽油杆容易发生失稳弯曲变形，接触摩擦偏磨损伤不可避免。（6）含水对管杆偏磨的影响。含水对管杆偏磨的影响因素主要有采出液的密度、粘度及采出液的润滑性。当油井产出液含水达到74%时产出液换相，由油包水型转变为水包油型。并且随着液体含油量的减少，油管和抽油杆接触表面几乎不能形成润滑膜，在相对运动过程中易发生粘着和犁削，偏磨加剧。当产出液含腐蚀介质时，管杆磨损处将优先被腐蚀。腐蚀使管杆表面更粗糙，加剧了管杆偏磨。偏磨与腐蚀并非简单的叠加，而是相互作用，相互促进，二者结合具有更大的破坏性。
2 治理偏磨措施
2.1 抗磨副强制扶正加重防偏磨技术
由抗磨副II型配加重杆组合而成，是针对过去使用的Ⅰ型抗磨副在油井二次作业时经常发现抗磨套磨平、抽油杆接箍磨损严重、挤碎卡泵等问题，在抗磨副Ⅰ型整体造型的基础上，把抗磨副的工作原理、结构、材质及加工工艺进行了改进制成的，主要应用在腐蚀中等、泵挂处井斜角小于20°的油井上。孤岛**井于作业时发现抽油杆1-57根偏磨，泵上有4根油管丝扣磨损严重。根据该井基础数据采用抗磨副强制扶正防偏磨工艺，设计下抗磨副250米，生产周期由措施前的225天延长到635天，生产周期延长410天。抗磨副II型强制扶正防偏磨整体实施后，与措施前正常生产时相比，单井日液增加6.5吨，单井吨液耗电降低0.6千瓦时。
2.2 防腐耐磨杆管加重防偏磨技术
由具有防腐耐磨作用的内涂碳锆油管、镀渗钨油管、镀渗钨抽油杆组成，为了减小杆柱下行的阻力，根据油井的不同工况配合不同长度的加重杆，主要应用在腐蚀防偏严重的油井。耐磨杆管防偏磨技术实施后，与措施前相比，单井日液增加3.2吨，单井吨液耗电降低0.87千瓦时。
2.3 内衬油管减磨防偏磨技术
以超高分子量聚乙烯作为原材料，添加助剂后，在临界熔点下挤出的聚乙烯管材，耐磨型强且摩擦系数小。在现场应用中将该管材内衬于油管，可起到减免杆管磨损，降低结蜡井蜡晶析出，起到防偏磨、防蜡的作用，适应于泵挂较深、产量较低的直井、斜井。
2.4 优选系列防偏磨的配套技术
采用XS系列油层保护器进行油管锚定技术，减少油管蠕动，达到提高泵效、减少杆管偏磨的目的。针对腐蚀严重的油井，配套应用防腐耐磨抽油泵，提高了泵效；在腐蚀严重的井上配套阴极保护和固体缓蚀剂防腐技术；利用优化设计技术，在满足提液要求的前提下，和优化软件相结合，选择合理的机、杆、泵、管、沉没度配置，减少生产参数对偏磨的影响；利用井筒陀螺测井斜和油管损坏在线检测等测井辅助工艺，确定井深结构现状，及时变更方案，提高防偏磨的准确性；及时实现工艺转向，推广螺杆泵采油技术。同时配套应用连续杆、高强度杆、内衬油管等防偏磨工艺，提高防偏磨效果。
2.5 坚持系统治理的基础上，坚持“对症下药、单井优化”的防偏磨治理思路
对于深抽偏磨井，在防偏磨时主要應用加重杆、XS油层保护进行油管锚定、抗磨副II型。抗磨副II型连续下在偏磨段，防止轴向力变化造成的杆柱失稳弯曲而引起杆管偏磨问题。应用抗腐耐磨的镀渗钨杆管、碳锆油管，配套应用了防偏耐磨抽油泵、井筒防腐技术，以减缓偏磨后的腐蚀速度，达到防偏磨的目的。
3 治理效果与认识
2012年防偏磨治理取得明显成果，在平均泵径变化不大的情况下，平均单井最大载荷增加1.57千牛，平均最小载荷增加0.37千牛，吨液耗电降低0.52千瓦时；生产情况明显改善，治理后，偏磨油井平均单井日液由措施前正常生产时的80.7？吨提高到措施后的85.5吨，平均单井泵效由84.0%上升到90.4%，平均泵效提高6.4%；油井免修期得以延长。能耗指标的降低、泵效的提高必然对延长偏磨油井检泵周期、提高油井时率产生积极的促进作用。几点认识：（1）抽油机井管杆偏磨是必然和客观存在的，必须坚持“综合治理”的原则。（2）沉没度过低或过高都会造成管杆偏磨，应做好机、杆、泵优化，保持油井合理的沉没度。（3）冲次与偏磨发生成正比，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。（4）随着油田含水的增加、抽油井井况的恶化，要继续加强管杆偏磨防治技术的研究，推广应用机械采油新工艺、新技术，延长检泵周期，提高经济效益。
参考文献
[1] 颜廷俊，王奎升，张金中等.高含水原油对油管和抽油杆摩擦磨损性能的影响研究.摩擦学学报，2004，24（2）：177～179
[关键词]抽油井；管杆偏磨；影响因素；防治措施
中图分类号：TE933.207 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）09-0075-01
前言
孤岛采油厂所辖油田自1968年发现，至今已走过40多年的开发历程。随着开发时间的延长，井深结构复杂井日渐增多，高含水大泵提液引起的大泵径高冲次、油井腐蚀、油井见聚等因素影响越来越大，抽油机井杆管偏磨问题日趋严重。抽油井管杆偏磨是造成油井管柱失效的一个主要原因，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。主要表现为躺井率升高。2011年偏磨井占抽油机开井数的25.3%，一是垦西油田偏磨井数已占开井数的71%。二是检泵周期缩短，偏磨井平均检泵周期为254天，明显低于平均检泵周期水平。三是能耗指标上升。偏磨井平均吨液耗电指标高出全厂平均水平1.47千瓦时。解决抽油机井偏磨，延长油井免修期，降低偏磨井能量消耗，已成为老油田长效开发必须解决的重要课题。为此，对偏磨油井实施全面系统防偏磨措施，以全面提高偏磨油井开井时率、泵效、检泵周期，降低吨液能耗为治理目标，从引起偏磨原因、杆柱受力计算和改善杆柱的受力状况入手，根据不同区块、不同开发方式、不同井况和油井偏磨腐蚀程度的不同，开展偏磨油井综合治理攻关。
1 管杆偏磨影响因素
（1）抽汲过程中造成的机械偏磨。抽汲过程是一个变速过程，不同时期存在不同的加速度，抽油杆柱受力存在差异。抽油杆柱在油井正常生产过程中，受到多种载荷的影响。杆柱中和点以上部分杆柱仅受拉，无稳定问题；中和点以下部分杆柱受压，当压力达到一定值时，抽油杆失稳发生弯曲，导致抽油杆与油管偏磨。（2）井身结构原因造成的偏磨。油管、抽油杆本身在呈现空间曲线的套管中，油管、抽油杆也是空间螺旋弯曲的，统计表明，泵挂在造斜点以下的斜井中偏磨井所占比例为88%，造斜点附近100m范围内的磨损较其他部分更加严重。（3）沉没度对管杆偏磨的影响。低沉没度、高沉没度均易发生管杆偏磨。（4）抽汲参数对偏磨的影响。抽汲参数对偏磨的影响主要表现为小冲程、高冲次时偏磨次数频繁、位置集中，主要是受惯性力的影响，当冲程一定时，角速度越小，产生的惯性力影响越小。（5）管杆柱结构对偏磨的影响。油管弯曲造成的磨损主要集中在泵上附近，即中和点以下到泵位置。抽油杆底部所受的阻力越大，杆管越容易产生偏磨；而对于不同的抽油杆其自身的截面参数不同，临界载荷也不同。处于中和点以下的较细的抽油杆容易发生失稳弯曲变形，接触摩擦偏磨损伤不可避免。（6）含水对管杆偏磨的影响。含水对管杆偏磨的影响因素主要有采出液的密度、粘度及采出液的润滑性。当油井产出液含水达到74%时产出液换相，由油包水型转变为水包油型。并且随着液体含油量的减少，油管和抽油杆接触表面几乎不能形成润滑膜，在相对运动过程中易发生粘着和犁削，偏磨加剧。当产出液含腐蚀介质时，管杆磨损处将优先被腐蚀。腐蚀使管杆表面更粗糙，加剧了管杆偏磨。偏磨与腐蚀并非简单的叠加，而是相互作用，相互促进，二者结合具有更大的破坏性。
2 治理偏磨措施
2.1 抗磨副强制扶正加重防偏磨技术
由抗磨副II型配加重杆组合而成，是针对过去使用的Ⅰ型抗磨副在油井二次作业时经常发现抗磨套磨平、抽油杆接箍磨损严重、挤碎卡泵等问题，在抗磨副Ⅰ型整体造型的基础上，把抗磨副的工作原理、结构、材质及加工工艺进行了改进制成的，主要应用在腐蚀中等、泵挂处井斜角小于20°的油井上。孤岛**井于作业时发现抽油杆1-57根偏磨，泵上有4根油管丝扣磨损严重。根据该井基础数据采用抗磨副强制扶正防偏磨工艺，设计下抗磨副250米，生产周期由措施前的225天延长到635天，生产周期延长410天。抗磨副II型强制扶正防偏磨整体实施后，与措施前正常生产时相比，单井日液增加6.5吨，单井吨液耗电降低0.6千瓦时。
2.2 防腐耐磨杆管加重防偏磨技术
由具有防腐耐磨作用的内涂碳锆油管、镀渗钨油管、镀渗钨抽油杆组成，为了减小杆柱下行的阻力，根据油井的不同工况配合不同长度的加重杆，主要应用在腐蚀防偏严重的油井。耐磨杆管防偏磨技术实施后，与措施前相比，单井日液增加3.2吨，单井吨液耗电降低0.87千瓦时。
2.3 内衬油管减磨防偏磨技术
以超高分子量聚乙烯作为原材料，添加助剂后，在临界熔点下挤出的聚乙烯管材，耐磨型强且摩擦系数小。在现场应用中将该管材内衬于油管，可起到减免杆管磨损，降低结蜡井蜡晶析出，起到防偏磨、防蜡的作用，适应于泵挂较深、产量较低的直井、斜井。
2.4 优选系列防偏磨的配套技术
采用XS系列油层保护器进行油管锚定技术，减少油管蠕动，达到提高泵效、减少杆管偏磨的目的。针对腐蚀严重的油井，配套应用防腐耐磨抽油泵，提高了泵效；在腐蚀严重的井上配套阴极保护和固体缓蚀剂防腐技术；利用优化设计技术，在满足提液要求的前提下，和优化软件相结合，选择合理的机、杆、泵、管、沉没度配置，减少生产参数对偏磨的影响；利用井筒陀螺测井斜和油管损坏在线检测等测井辅助工艺，确定井深结构现状，及时变更方案，提高防偏磨的准确性；及时实现工艺转向，推广螺杆泵采油技术。同时配套应用连续杆、高强度杆、内衬油管等防偏磨工艺，提高防偏磨效果。
2.5 坚持系统治理的基础上，坚持“对症下药、单井优化”的防偏磨治理思路
对于深抽偏磨井，在防偏磨时主要應用加重杆、XS油层保护进行油管锚定、抗磨副II型。抗磨副II型连续下在偏磨段，防止轴向力变化造成的杆柱失稳弯曲而引起杆管偏磨问题。应用抗腐耐磨的镀渗钨杆管、碳锆油管，配套应用了防偏耐磨抽油泵、井筒防腐技术，以减缓偏磨后的腐蚀速度，达到防偏磨的目的。
3 治理效果与认识
2012年防偏磨治理取得明显成果，在平均泵径变化不大的情况下，平均单井最大载荷增加1.57千牛，平均最小载荷增加0.37千牛，吨液耗电降低0.52千瓦时；生产情况明显改善，治理后，偏磨油井平均单井日液由措施前正常生产时的80.7？吨提高到措施后的85.5吨，平均单井泵效由84.0%上升到90.4%，平均泵效提高6.4%；油井免修期得以延长。能耗指标的降低、泵效的提高必然对延长偏磨油井检泵周期、提高油井时率产生积极的促进作用。几点认识：（1）抽油机井管杆偏磨是必然和客观存在的，必须坚持“综合治理”的原则。（2）沉没度过低或过高都会造成管杆偏磨，应做好机、杆、泵优化，保持油井合理的沉没度。（3）冲次与偏磨发生成正比，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。（4）随着油田含水的增加、抽油井井况的恶化，要继续加强管杆偏磨防治技术的研究，推广应用机械采油新工艺、新技术，延长检泵周期，提高经济效益。
参考文献
[1] 颜廷俊，王奎升，张金中等.高含水原油对油管和抽油杆摩擦磨损性能的影响研究.摩擦学学报，2004，24（2）：177～179