高含水期影響有桿抽油井免修期的原因及其對(duì)策

1、<p>　　高含水期影響有桿抽油井免修期的原因及其對(duì)策</p><p>　　摘 要：勝利采油廠已進(jìn)入高含水期綜合含水達(dá)91.4%，進(jìn)入高含水期油井作業(yè)頻繁免修期短。通過(guò)對(duì)采油廠一年來(lái)1300多口井的作業(yè)原因調(diào)查，在認(rèn)真分析各類(lèi)作業(yè)原因的基礎(chǔ)上，找到了高含水期影響油井免修期短的主要原因，并提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。同時(shí)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)反映比較突出的桿管偏磨問(wèn)題也作了比較詳盡的分析。 </p><p

2、>　　關(guān)鍵詞：高含水 作業(yè)原因 免修期 抽油泵 桿管偏磨 </p><p>　　勝利采油廠是一個(gè)開(kāi)發(fā)五十年的老廠，原油的綜合含水已達(dá)91.4%.由于含水上升，地層出砂以及井液腐蝕加劇導(dǎo)致抽油泵壽命短，作業(yè)頻繁。有一項(xiàng)對(duì)采油廠作業(yè)原因調(diào)查顯示，泵漏、抽油桿斷脫、砂卡砂埋、管漏和桿管偏磨失效，占總作業(yè)井次的81.2%，是造成油井作業(yè)的主要原因。 </p><p>　　一、高含水期影響油井

3、免修期的原因 </p><p>　　1.泵漏 ：泵的漏失主要有兩個(gè)方面，一種是進(jìn)出油閥的漏失，一種是密封間隙的漏失。下面從結(jié)構(gòu)和材質(zhì)兩個(gè)方面來(lái)分析造成這兩種漏失的原因： </p><p><b>　　1.1結(jié)構(gòu)方面 </b></p><p>　　球閥： 現(xiàn)在通常采用的閥為閥球閥座形式的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。但是進(jìn)油閥要比出油閥損壞的機(jī)率高。其原因就在于：在

4、工作壓差基本相等的情況下，出油閥有兩個(gè)而進(jìn)油閥則只有一個(gè)，這就使得進(jìn)油閥的工作負(fù)荷是出油閥的兩倍，此時(shí)噴射磨損對(duì)閥的損壞最為突出，使進(jìn)油閥比出油閥更易損壞。 </p><p>　　柱塞、泵筒： 柱塞與泵筒之間是一種間隙動(dòng)密封，間隙的加大是造成泵漏的另一重要原因。密封間隙加大的直接原因，是柱塞、泵筒的磨損和腐蝕。磨損主要是碾磨磨損和劃傷磨損。碾磨磨損和劃傷磨損是由常規(guī)泵的結(jié)構(gòu)缺陷引起的，常規(guī)柱塞在其上端形成具有兩個(gè)

5、臺(tái)階的階梯軸結(jié)構(gòu)。當(dāng)柱塞上行時(shí)，砂粒在柱塞上下兩端的壓差及重力作用下，在這兩個(gè)臺(tái)階與泵筒的環(huán)形間隙中極易沉積，且不易被流體沖刷掉，有越擠越緊使柱塞發(fā)生自鎖的趨勢(shì)，使抽油泵在出砂和腐蝕雙重作用下使用壽命更短。 </p><p><b>　　1.2材質(zhì)方面 </b></p><p>　　隨著含水的上升，地層的膠結(jié)物質(zhì)被水解，井液的含砂也隨之增加，但閥的材料仍采用硬度低不耐

6、腐蝕磨損和噴射磨損的3Cr13，泵筒采用合金鋼氮化的組合泵筒。這樣就導(dǎo)致頻繁作業(yè)，油井的維護(hù)成本越來(lái)越高。 </p><p><b>　　2.抽油桿斷脫 </b></p><p>　　調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，抽油桿斷脫可分為抽油桿拉斷和抽油桿脫扣。抽油桿被拉斷就是某處抽油桿的實(shí)際載荷超過(guò)了該處抽油桿的抗拉強(qiáng)度極限，究其原因有以下幾方面： </p><p>

7、　　2.1柱塞被卡死在泵筒中，無(wú)法上行。 </p><p>　　2.2抽油桿被磨蝕，承載截面變小。 </p><p>　　2.3抽油桿有缺陷，形成應(yīng)力集中，造成疲勞損壞。 </p><p>　　2.4桿柱未經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，組合不合理，底部桿柱受到較大的壓應(yīng)力并產(chǎn)生彎曲。且彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力大于疲勞應(yīng)力，造成疲勞損壞。 桿柱的脫扣從技術(shù)上講主要是由于中和點(diǎn)以下的桿柱發(fā)生螺旋彎

8、曲，產(chǎn)生一個(gè)卸扣扭矩造成的。 </p><p><b>　　3.油管漏 </b></p><p>　　在油井生產(chǎn)過(guò)程中，油管本體的漏失是由于桿管的偏磨和井液的腐蝕；絲扣的漏失則是管理問(wèn)題。管理問(wèn)題主要是指下井管柱未經(jīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)，許多絲扣受損嚴(yán)重、沾有泥砂或沒(méi)有旋緊的油管也被下入井內(nèi)，造成絲扣漏失。 </p><p><b>　　4.砂卡

9、及砂埋 </b></p><p>　　進(jìn)入高含水期，地層出砂是比較普遍的現(xiàn)象。由于出砂造成的油井失效也較嚴(yán)重。砂卡或砂埋使柱塞無(wú)法上行，造成油井作業(yè)。 </p><p><b>　　5.桿管偏磨 </b></p><p>　　桿管偏磨是高含水期普遍存在的問(wèn)題。含水較低時(shí)，桿管間的潤(rùn)滑條件較好，桿管的偏磨不太嚴(yán)重。但隨著含水的上升，桿

10、管偏磨問(wèn)題越來(lái)越劇烈，甚至在直井中也發(fā)生桿管偏磨現(xiàn)象。分析原因主要有以下幾種： </p><p>　　1.桿柱彎曲：桿柱下行時(shí)，柱塞下行遇阻，使底部桿柱受壓，產(chǎn)生螺旋或振弦彎曲，加大了桿管之間的摩擦，加之采出液含水高，桿管間的潤(rùn)滑條件變差，以及井液的腐蝕更使磨損加劇。 </p><p>　　2.油管彎曲：在某些油井中使用機(jī)械坐封式封隔器，使油管受壓產(chǎn)生彎曲，對(duì)于抽油桿來(lái)說(shuō)“直井”變成了“斜

11、井”，在桿柱上行時(shí)便產(chǎn)生偏磨。 </p><p>　　3.井液腐蝕：在油井中，井液對(duì)桿管的腐蝕是均勻的。但當(dāng)桿管發(fā)生相對(duì)摩擦?xí)r，被腐蝕的金屬又被磨掉，加速了磨損的速度。 </p><p>　　二、高含水期提高油井免修期的對(duì)策 </p><p>　　1.優(yōu)化桿柱組合：確保不同直徑的抽油桿所受應(yīng)力相同，即等壽命設(shè)計(jì)。沒(méi)有考慮桿管的偏磨及扶正問(wèn)題。為此要針對(duì)桿管的偏磨，使

12、抽油桿在保證承載能力的同時(shí)，降低中和點(diǎn)位置，最大限度地減小底部桿柱所受的壓應(yīng)力。同時(shí)，在桿管偏磨比較嚴(yán)重的油井上盡可能少采用或不采用機(jī)械座封的封隔器，避免桿柱彎曲。 </p><p>　　2.合理采用特種抽油泵：根據(jù)不同的油井特點(diǎn)選擇不同的特種抽油泵。例如：長(zhǎng)柱塞式防砂泵具有防砂卡、防砂磨、防砂磨及下行阻力小的特點(diǎn)，可在出砂比較嚴(yán)重的油井上使用；等徑刮砂柱塞式防砂卡泵在出砂較少的油井上使用可以起到減輕砂磨、砂卡延

13、長(zhǎng)抽油泵壽命的目的且基本不增加生產(chǎn)成本。同時(shí)，以上兩種抽油泵均具有較好的防腐性能，因此，是高含水期的首選特種抽油泵。 </p><p>　　3.強(qiáng)化管理 ：要想達(dá)到延長(zhǎng)油井免修期的目的，必須從技術(shù)和管理兩方面做工作，單獨(dú)強(qiáng)調(diào)任何一方面都不會(huì)有很好的效果。因此，在管理上也要加大力度，建立健全必要的規(guī)章制度，從作業(yè)設(shè)計(jì)、作業(yè)施工到入井工具檢驗(yàn)都要嚴(yán)格把關(guān)，徹底杜絕因施工質(zhì)量造成的重復(fù)作業(yè)。 </p>&

14、lt;p>　　三、實(shí)施井例及效果分析 </p><p>　　為了驗(yàn)證理論分析的正確性，選取ST159井，它是一口出砂、桿管偏磨嚴(yán)重的井，油井免修期僅為180天。2011年8月15日，采用特種加重桿、扶正器及長(zhǎng)柱塞式防砂泵。經(jīng)過(guò)綜合治理的ST159井，一直生產(chǎn)了400余天，比前一生產(chǎn)周期延長(zhǎng)了1倍多。經(jīng)檢測(cè)，抽油桿及接箍沒(méi)有損傷，換掉幾個(gè)扶正器后，又重新下井，與以往抽油桿接箍被磨穿的情況形成鮮明的對(duì)比，證明該

15、項(xiàng)技術(shù)已對(duì)解決桿管偏磨問(wèn)題已取得了較為理想的效果。 </p><p>　　從ST159井以看出：該井主要存在問(wèn)題是油井出砂、桿管偏磨造成抽油桿斷脫。對(duì)桿柱進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用長(zhǎng)柱塞式防砂泵，取得了免修期延長(zhǎng)1倍的顯著效果?？梢?jiàn)，在大多數(shù)直井中，通過(guò)桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)可較好地得到解決，延長(zhǎng)油井免修期。 </p><p><b>　　四、結(jié)論 </b></p>&l

16、t;p>　　試驗(yàn)證明：以抽油桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件為指導(dǎo)，以特種泵等配套井下工具為依托，發(fā)揮特種泵的泵效高、壽命長(zhǎng)。桿柱優(yōu)化設(shè)計(jì)可減輕桿管偏磨，減少相對(duì)沖程損失的優(yōu)勢(shì)，從而提高了泵效延長(zhǎng)了油井的免修期，效果十分顯著。在作業(yè)管理方面；抽油桿混用的現(xiàn)象還相當(dāng)普遍，油管更新程度低，絲扣磨損嚴(yán)重，影響了綜合治理效果，要真正實(shí)現(xiàn)延長(zhǎng)油井免修期的目的，還需要在全面準(zhǔn)確地分析清楚每口井存在的具體問(wèn)題的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)才能見(jiàn)到比較明顯的成效。

17、</p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]有桿抽油設(shè)備與技術(shù) 石油工業(yè)出版社 沈迪成等 1994.7. </p><p>　　[2]有桿抽油系統(tǒng) 石油工業(yè)出版社 崔振華等 1998、6. </p><p>　　[3]高水期影響油井免修期短的主要原因 劉慶敏 2000.5. </p&