抽油机井防偏磨技术的应用与效果分析

一、抽油机井的概况及存在问题

油区百分之九十以上的油井采用的有杆机械采油工艺, 因为在油田的含水量上升时期, 参数比较大, 工作时间紧任务重, 因此造成了油区有将近一半的油井存在不同程度的管杆偏磨腐蚀现象。随着油区规模的发展, 测井、斜井不断的增多, 偏磨腐蚀现象也越来越严重, 有杆机械采油的过程中, 会发生抽油杆和油管的相互接触磨损, 从而造成了杆断、杆脱、管漏失的情况发生, 油井的免修期缩短, 不但严重影响了油井的正常的生产工作, 还增大了成本。

二、偏磨机理分析

通过对可能导致油井偏磨的各种因素进行调研, 结合于抽油机井生产特点, 分析判断影响该井偏磨的因素主要体现在以下两方面:

1. 杆柱“失稳”

杆柱“失稳”主要体现中性点以下抽油杆上下往复运动所引起杆管弯曲。上行程:中性点以下油管在向上的合力作用下产生弯曲;下行程:中性点以下抽油杆也会在向上的合力作用下产生弯曲;中性点越高, 偏磨段就越长、偏磨也越严重。

2. 含水上升, 偏磨现象加剧

随着油田不断开发, 油井含水率也逐渐升高, 使抽油机井杆管的工作环境条件发生改变, 井下故障增多。抽油机井产液由油包水转变为水包油型, 杆、管优先水湿, 润换剂也由原油变为水, 失去了原油的润滑作用, 摩擦系数增大, 增大了杆管之间的摩擦力, 加快了抽油杆、油管的磨损程度。

三、油井防偏磨配套技术应用

抽油机井在生产过程中出现了严重的杆柱偏磨断脱问题, 导致油井频繁检泵, 降低了油井生产时率, 增加了作业及生产成本, 影响了油井的平稳正常生产。对此, 从油井防偏磨技术方面做出了如下应用:

1. 加重杆的应用

结合油井偏磨机理, 进行抽油杆受力计算, 通过在抽油杆部分安装加重杆而降低中性点及优化抽油杆配比可起到减小杆管“失稳”对偏磨的影响的作用, 达到减缓抽油杆疲劳和减缓抽油杆偏磨的目的。

在中性点以下部分抽油杆上安装加重杆以增加杆柱重量, 使抽油杆中性点下移, 减少杆管接触井段, 降低防偏磨工作难度, 加重杆使用长度按如下公式计算:

式中, D为抽油泵柱塞直径, m;δ为抽油泵柱塞与泵筒在半径上的间隙, m。

式中, k为由于抽油杆柱振动使游动阀阻力增加的影响系数, 计算中取1.5;nk为游动阀个数;A为抽油泵柱塞截面积, m2;f0为游动阀通孔截面积, m2;v为液体运动粘度, m2/s;d0为游动阀通孔直径, m;S为冲程, m;ω为曲柄角速度,

2. 内衬油管的应用

从提高防磨材料的耐磨性能和降低摩擦系数出发, 在普通油管内壁加衬内衬材料管, 使杆管钢与钢之间的摩擦转换为钢与耐磨性能更好的内衬材料之间的摩擦, 进而解决杆管偏磨问题。

四、应用效果分析与评价

1. 效果分析

2013年以来对于调研的油井共使用加重杆和内衬油管之后, 起到了明显的防偏磨效果

(1) 检泵周期由126天变成243天, 足足延长了117天;

(2) 生产时率由76.6%提高至92.0%, 大大增多了油井的生产时间, 进而提升了油井的总体产量;

(3) 热洗周期由60d延长到150d。

2. 效益评价

(1) 减少作业次数2井次, 而现今作业一次的费用为3.5万元, 所以节约检泵费用:2井次×3.5万元/井次=7万元;

(2) 间接增油109.5吨, 而该井含水80%, 所以根据如下公式可计算出收益:

其中, Q—增加的产量109.5吨

P—原油的价格5058.0元/吨

C—操作成本2669.8元/吨

T—税金138.9元/吨

(3) 减少更换油管约1890m, 其价格是20元/m。另外该井所用抽油杆规格为9.4kg/m, 而抽油杆的价格为11.243元/kg。所以节省的杆管钱为:

节约管杆费用:1890m× (20元/m+11.243元/kg×9.4kg/m) =586.2万元

(4) 如果该井未做如今的防偏磨处理的话, 则应该是使用扶正器, 所以也应将其计算在内。节约扶正器费用:128套×200元/套=2.6万元

综上, 总产出价值为38.3万元, 再结合6.7万元的总投入, 故而最终创效29.6万元

结论

1.对于偏磨验证的抽油机井, 首先要收集资料, 找出影响杆、管偏磨的因素, 应用优化设计软件, 确定合适的抽油泵、沉没度等工作参数。

2.对于高含水油井, 优选应用抽油加重杆, 安装合适的抽油杆扶正器并使用内衬油管, 可以达到预期效果。

摘要：随着我国对石油的需求不断的增大, 我国加大了对石油的开采量, 在开采的过程中不合理的施工造成了油井的偏磨现象, 油井的偏磨问题已经成为了制约油田发展的重要因素, 应该采用行之有效的方法, 最大限度的解决油田油井偏磨的问题, 延长管杆的使用寿命, 实现石油产量的增长。

关键词：抽油机井,防偏磨,生产周期,工作寿命

参考文献

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