关于抽油机井管杆偏磨分析与防治措施的分析

抽油机井杆管偏磨成因分析及综合治理

近年来,全国各大油田的抽油机井表现出来的偏磨现象越来越普遍,偏磨井数越来越多。直井、斜井均存在偏磨现象。偏磨危害形式呈现多样化。造成油井维护工作量大大增加,大量杆管材料报废,增加了生产成本。因此,归纳、分析、总结杆管偏磨的成因,研究综合治理偏磨的工艺技术,成为控制油田生产成本、实现降本增效的有效途径。

1、抽油机井杆管偏磨的主要危害

抽油机井杆管偏磨的主要危害有以下三方面:第一,偏磨会致使抽油杆接箍的磨损,严重时造成抽油杆断脱。若偏磨部位在抽油杆本体上,严重时会造成杆断。第二,偏磨会致使油管以及油管丝扣的磨损,严重时,造成油管的漏失。第三,偏磨会致使抽油杆断脱以及油管漏失双重因素导致的油井停产。

2、抽油机井杆管偏磨成因分析

(1)井斜引起偏磨。纵向上看,井筒在一定深度会出现弯曲、旋扭现象。油管在自身重力的作用下自然下垂,但是受到井筒因素的干扰后,会产生弯曲以及旋扭。因此,抽油杆在自身重力的作用下,必然会与油管发生接触。在油井的生产过程中,由于抽油杆与油管之间会发生相对的运动,因此,在抽油杆与油杆接触的地方会出现摩擦。

引起井斜出现的主要原因分别为:自然井斜:在钻井过程中,钻头与井口的同心度随着钻井深度而发生改变,在深度越深的地方,同心度越差,因而产生井斜角。人工井斜:受到油田开发技术的不断进步以及实际生产的需要,出现了越来越多的人工定向斜井。客观上为偏磨的产生创造了更多的客观条件。地层蠕变:随着油井生产时间延长,地层蠕变机地壳运动,使得井况进一步恶化,套管变形弯曲,形成“拐点”,引起偏磨现象的出现。

(2)杆管配合使用不当造成偏磨。抽油杆的尺寸如果与油管的尺寸配合过小,势必会增大两者之间发生相互摩擦的概率,从而导致杆管偏磨现象的出现。特别是在造斜点的附近,由于抽油杆的弯曲度相对较大,更加容易与油管发生接触,产生偏磨。

(3)产出液的影响。随着油田开发进入中后期,油井的产出液含水越来越高。产出液会由原来的油包水型逐步转变成水包油型。随着含水的上升,产出液中的原油含量下降,因此原油所能提供的润滑作用也随之下降,这就使得杆管表面之间的磨损加剧。同时,由于产出水矿化度、CL-、H2S等含量高,导致了抽油杆和油管等金属物质发生化学腐蚀的速度大大增加。在这样一种偏磨与腐蚀相互作用、相互促进的环境中,造成了对管杆更大的破坏性[1]。

科学　Ｉ一＿＝．－　论坛　

Ｃｈｉｎａ　ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　

探讨油井杆管偏磨机理与治理措施　

韩平平董红光林秀丽付景春　

（中石化胜利油田河口采油一矿）　

【摘要】随着油田开发的深入，综合含水不断上升，油井单井负荷加重，偏磨井逐年增多，年偏磨躺井井次呈总体上升趋势。结合地质建立　

防偏磨治理技术运行管理制度，通过防偏磨辅助测试，应用多种防偏磨配套措施进行治理，延长了检泵周期，降低了维护作业次数。　

［关键词］油井偏磨井身结构扶正装置治理措施　

中图分类号：ＴＥ９３３．２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１３）０８—３１ｏ＿０１　

１　油井偏磨因素和机理　

１．１井身结构的影响　

（１）斜井随着钻井技术的发展和油田开发的需要，定向斜井不断　

增多。这些井的井身轨迹由于本身就为一条斜线，使得抽油杆在这种　

斜井的往复运动过程中必然会与油管产生接触，从而造成摩擦磨损。　

（２）自然井斜。油井偏磨情况主要发生在直井中或斜井的直井段。根　

据相关的理论研究在垂直井眼中，抽油杆、油管的偏磨主要发生在抽　

油杆中和点以下受压发生弯曲的部分。因此一般情况下抽油井的偏磨　

段应处于靠近柱塞的中下部。而现场的统计却表明，８０％的偏磨情况　

发生在杆柱的中部，甚至是上部，杆柱下部发生偏磨的情况仅占不到　

２０％。分析认为，造成这一情况的原因可能与对应井段方位角变化率　

过大造成。　

１．２综合含水的影响　

随着油田开发时间的延长，产出液综合含水率不断上升，偏磨井　

逐年增加。油井来说，当产出液含水大于７４％时产出液换相，由油包　

水转换为水包油型。此时产出水直接接触杆管表面，油管内壁和抽油　

杆的摩擦由于失去了原油的润滑作用，导致磨损速度加快。　

１－３腐蚀因素的影响　

随着含水的升高，产出水直接与管杆表面接触，因产出水中含有　

Ｈ＋、Ｓ２一、Ｃ０３２一，等腐蚀性离子和细菌产物。因此腐蚀性磨损必然　

会发生。腐蚀条件下的磨损比单纯的机械磨损更为严重。　

抽油机井杆管偏磨主要原因及防治措施分析

摘要：在石油开发的过程之中，抽油机正常工作的时候，抽油杆和油管等部位都会有相对的移动，移动就会产生摩擦，长时间的摩擦非常容易让杆管发生故障，一些杆管因此损坏，还有一些比较严重的直接断脱，上述这些情况都称之为偏磨，发生偏磨故障的时候抽油机将无法进行正常工作，需要停止工作，找到问题的原因并进行修复，这在很大的程度上影响了工作效率。本文分析了抽油机井杆管磨损的主要原因，并提出合理防治对策，对于提高油田开发效益和采收率具有指导作用。

关键词：抽油机井杆管偏磨；主要原因；防治措施

引言

随着油田的不断开发，尤其是长期采用注水开发，而且大量实施增产增效措施，目前，油井生产面临着高含水、高矿化度、高含砂的严峻形势。由于杆管偏磨造成管漏、断脱的情况频繁发生，杆管偏磨已成为油井检泵作业的主要原因之一，因此，加大杆管偏磨预防和治理，延长油井检泵周期，减少油井作业成本，已成为开发管理面临的一个重要课题。

1抽油机井杆管偏磨的主要原因

1.1工作原理导致偏磨的出现

抽油机井在上冲程工作中，液柱载荷会从油管中转移到抽油杆上，在中和点及以下的这段油管中，在卸载的过程中，就会产生弹性收缩，进而发生螺旋弯曲，因此在上冲程过程中，抽油杆和油管之间就会产生摩擦，甚至发生偏磨损伤。这种接触摩擦如果不能很好的进行控制，容易导致抽油机光杆载荷的增加，甚至会出现剧烈的震荡，这种横向压力的加入，导致油管在上行时，摩擦阻力急剧增大，还会增加管杆偏磨损伤。抽油机在进行下冲程运行时，液柱载荷会从抽油杆上转移到油管上，此时完成上述动作后，抽油杆就会进行卸载，进而出现弹性收缩，直接导致螺旋弯曲的问题发生。构件在此基础上还会继续下行，柱塞和泵筒之间就会出现磨擦阻力，此外，液流在通过柱塞时，也会产生阻力导致摩擦严重。对于这部分阻力而言，要比下部杆柱的载荷大很多，因此，在抽油杆柱的下部，很容易发生失稳弯曲，可见，两者之间存在的摩擦是不可避免的，是由其设计结构，运行原理所决定的。

抽油井杆管偏磨分析与治理（1）

【摘要】对抽油井杆管偏磨原因进行了分析，提出开展防偏磨成型工艺研究及应用液力采油工艺技术等解决对策。

【关键词】采油设备 杆管偏磨 治理措施

前言

油田高含水期开发，致使抽油生产中杆管偏磨问题非常突出。动液面的下降，抽油负荷的增大，抽油杆注、管柱的受力状况发生了较大的变化，下部抽油杆柱、管柱失稳弯曲造成偏磨。含水的升高，润滑状况恶化，抽汲介质的腐蚀，砂、聚合物结晶等磨粒的增加，也进一步加剧了抽油井偏磨。斜井、定向井偏磨问题更加突出。

一、偏磨原因与分析

抽油机井杆管偏磨主要有三个方面的原因造成，一是井斜造成油管弯曲而导致杆管偏磨。二是抽油杆柱在较大的轴向压力作用下导致杆管弯曲所造成偏磨。三是产出液的腐蚀性介质加剧了偏磨。具体来说：

（一）井斜

人为井斜。随着油田开发和钻井技术的不断发展，斜井、定向井越来越多。在造斜点附近，油管受井眼轨迹的影响产生弯曲。若抽油泵在造斜点以下，造斜点处抽油杆与油管必然产生摩擦，导致杆管磨损。

自然井斜。在钻井过程中，随着钻井深度的增加，钻头与井口的同心度出现偏差，井筒出现自然井斜，由此造成杆管磨损。

地层蠕变。开发地层段在地下高温、高压和地面注水的影响下，这种地层发生蠕变，形成对套管的挤压作用。这种压力在2000m以下井段中可达到190mpa以上，远远超过上覆地层岩石的压力，使原来较直的井眼轨迹发生变形成而弯曲。另外，疏松砂层，油藏地区出砂严重，引起地应力和局部变化所产生的挤压力，也会使井眼轨迹发生变形，从而造成油管弯曲变形，在采油过程中导致杆管偏磨。

（二）杆管弯曲

底部抽油杆弯曲。抽油杆弯曲产生于下冲程，期间，抽油杆主要受两个方面的作用力，一是自身在液体中向下的重力，再就是活塞下冲程时受到向上的阻力。阻力随着活塞直径、抽油杆在油管内的各种摩擦阻力、抽油泵冲次以及液体运动速度的变大而加大。两个方向的力的平衡点，即中性点，在中性点以上抽油杆呈拉伸状态，中性点以下的抽油杆受压而弯曲，使抽油杆与油管发生偏磨。