抽油杆偏磨综合治理研究

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  [摘 要]本文针对近年来抽油杆偏磨井数增加的实际情况,从理论和实际两方面开展了抽油杆偏磨井综合治理研究,希望通过对抽油杆偏磨井的综合治理来降低维护工作量比例,降低油田开发成本。
  [关键词]抽油杆 偏磨 治理
  中图分类号:TE933 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)06-0316-01
  一、问题的提出
  随着油田开发时间的延长,含水上升,产液量增加,抽汲参数增大,造成抽油杆下行阻力增加,导致抽油杆偏磨井数增加;自2010年以来因抽油杆偏磨作业的井已占维护工作量的比例的41.5%,针对这一实际情况,我们从理论和实际两方面开展了抽油杆偏磨井综合治理研究,希望通过对抽油杆偏磨井的综合治理来降低维护工作量比例,降低油田开发成本。
  二、抽油杆偏磨的理论研究
  抽油杆偏磨是由于抽油杆下行时,抽油杆除受自身重力外,还受到悬点拉力、浮力和各种摩擦阻力。悬点拉力、浮力和摩擦阻力之和与重力的数值相近,但方向相反。由于悬点拉力作用在抽油杆的上端,液体通过游动凡尔产生的阻力、泵柱塞与衬套之间的摩擦力、抽油杆所受浮力作用在抽油杆的下端,致使抽油杆上部受拉,而底部受压。这样,在抽油杆上就必然存在一个点,该点处受力为O,即中和点。如果中和点以下抽油杆所承受的受压载荷大于抽油杆的抗弯曲能力,抽油杆就会弯曲,造成杆管偏磨。通过计算我厂抽油杆中和点在243-294米之间。
  从偏磨井在各油田的分布上看,主要集中在投产时间较长的龙虎泡和杏西油田。
  分析2010年和2011年偏磨井数据,从含水分布上看:含水40%以下的井15口,占16.7%;含水40-60%的井6口,占6.7%;含水60-70%的井5口,占5.6%;含水70-80%的井14口,占15.6%;含水80%以上的井50口,占55.6%。偏磨主要集中在含水80%以上的高含水井上。
  从泵径分级上看:Ф28泵1口,占1.1%;Ф32泵27口,占30.0%;Ф38泵29口,占32.2%;Ф44泵25口,占27.8%;Ф57泵7口,占7.8%。
  从冲次分级上看:4次/分的井14口,占15.6%;6次/分的井42口,占46.7%;9次/分以上井33口,占36.7%。
  另外,从现场跟踪来看,下扶正器的井偏磨井段上移,主要原因是下扶正器后,扶正器与油管摩擦,增加了抽油杆的下行阻力,造成偏磨井段上移。
  从抽油杆的受力分析和偏磨井的现声分布上看,造成抽油杆偏磨井增加的主要原因:一是抽油杆长期受交变载荷作用,造成抽油杆抗弯曲能力下降是偏磨井主要分布在龙虎泡油田和杏西油田的主要原因之一;二是抽油杆下行阻力增加是偏磨井增多的另一原因。
  三、抽油杆偏磨的治理措施
  针对抽油杆偏磨产生的原因,可开展以下几项试验进行治理。
  (1)、研制油油杆稳定装置,将该装置安装在抽油杆的中和点上,在抽油杆下行时,由于杆柱下部下行滞后,中和点以下杆柱弯曲,该装置在下冲程开始时,先对中和点以下加下行动力,减少下部下行滞后时间,从而减少中和点以下杆柱弯曲,来达到预防抽油杆偏磨的目的。
  (2)、开展全井更换油油杆试验,换杆后不下扶正器,下部加加重杆,可以增加抽油杆的抗弯曲能力的同量,减少抽油杆下行阻力。
  (3)、对高冲次井采取降低冲的的措施,可在效延长检泵周期。
  (4)、从抽油泵到中和点以上100米处加扶正器,同时对加扶正器井段以上150米更换新杆,通过增加扶正器以上抽油杆抗弯曲能力来预防偏磨井。
  四、试验情况
  2015年共应用抽油杆防偏磨储能器15套,目前因各种原因作业共3井次,作业现场看,抽油杆防偏磨储能器能不同程度直到降低偏磨程度的作用,平均降低偏磨32.7%,而龙41-21井,起出后没有发现偏磨(详细情況见下表)。
  抽油杆偏磨储能器应用效果表
  2015年,共全井换新杆2口井,放大冲程降低冲次5口井,全井换新管的2口井没有作业效果有待进一步观察,而放大冲程式降低冲次,只能延长检泵周期不能从根本上治理偏磨井。
  五、存在的问题及下步攻关方向
  抽油杆偏磨目前仍是造成作业油井维护作业的主要原因,从今年的现场试验看,虽然取得了一些效果但没有从根本上解决抽油杆偏磨问题。抽油杆防偏磨储能器能够起到降低偏磨程度的作用,但不同井的效果不同,主要原因是不同井的管柱受力情况不同,而抽油杆防偏磨储能器只用一种型号,不能适用所有井。下步仍需攻关解决的问题有:
  深入研究抽油管柱井下受力情况,对油管和抽油杆的受力情况进行分析,然后再采取针对性措施,从根本上治理偏磨。
  针对井下管柱受力情况,对抽油杆防偏磨储能器进行针对性试验,开发适用不同井的防偏磨装置,以便更好地发挥其作用。
  继续做好更换抽油杆井的防偏磨效果观察。
  自动清蜡器在抽油杆上、下运行,从理论上能够起到防偏磨作用,今看下井2口井,做好效果观察工作。
  参考文献
  [1] 采油工程手册·万仁浦编·北京:石油工业出版社,2000.
  [2] 采油工程·李文华编·北京:石油工业出版社,2004.
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