油井檢泵周期影響因素及配套措施

石磊 王娟 呂玉剛

摘 要：油井檢泵是指因油井管、桿、泵及某些地層問(wèn)題導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降而必須采取的一項(xiàng)作業(yè)措施。它勢(shì)必占用原油生產(chǎn)時(shí)間，且還將被迫投入大量的人力、物力、財(cái)力，既影響了原油上產(chǎn)，又提高了噸油成本。隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)， 井斜、參數(shù)過(guò)大、產(chǎn)出液綜合含水不斷上升， 原油粘度的增大，偏磨腐蝕的油井逐漸增多。當(dāng)油井產(chǎn)出液含水大于一定數(shù)值（70% ）時(shí)產(chǎn)出液換相，由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油性，腐蝕速度增加。由于失去原油的潤(rùn)滑作用，油管內(nèi)壁和抽油桿磨損速度加快，磨損嚴(yán)重。特別是供液不足、間歇出油井，磨損更為嚴(yán)重。

關(guān)鍵詞：抽油井；管桿偏磨；腐蝕；檢泵周期；工藝治理

抽油井都存在不同程度的結(jié)蠟情況，管桿偏磨、腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重。近年來(lái)，經(jīng)過(guò)綜合配套工藝技術(shù)治理、清防蠟工藝的配套實(shí)施，抽油井維護(hù)作業(yè)井次逐年減少、節(jié)約了生產(chǎn)成本、延長(zhǎng)了抽油井的檢泵周期。抽油井平均檢泵周期延長(zhǎng)78天。

1 原因調(diào)查及分析

某管理區(qū)所屬區(qū)塊地面原油密度為0.8939～0.8977g /cm3 ，動(dòng)力粘度為17～40.2mPa·s，含蠟量14%～34%。管理區(qū)油井產(chǎn)出水平均礦化度高， 含有一定的H2S、CO2及大量的硫酸鹽還原菌（SRB）。正常生產(chǎn)抽油井平均檢泵周期為569天，年維護(hù)作業(yè)34井次，為了提高油井檢泵周期，對(duì)每口作業(yè)井都進(jìn)行了跟蹤，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)，對(duì)維護(hù)作業(yè)井作業(yè)原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如下： 由于抽油桿、油管偏磨、腐蝕結(jié)垢造成油井檢泵的有29井次、占維護(hù)作業(yè)井85. 3% ，說(shuō)明井筒偏磨、產(chǎn)出水腐蝕是造成油井檢泵、縮短檢泵周期的主要原因。抽油桿疲勞造成油井檢泵的有4井次、占維護(hù)作業(yè)井的11.8% ，由于抽油桿投入不足，是造成油井檢泵的重要原因。抽油泵質(zhì)量差， 造成油井檢泵1井次、占維護(hù)作業(yè)井的2.9% ，是造成油井檢泵的原因之一。

2 偏磨、腐蝕原因分析

2.1偏磨原因分析

2.1.1 井斜造成的彎曲偏磨

實(shí)際上，油層套管在一定程度上是螺旋彎曲的，油管油桿在套管中是螺旋彎曲的。油管與油桿相互接觸是不可避免的，當(dāng)其相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生偏磨。當(dāng)抽油機(jī)井生產(chǎn)時(shí)，抽油桿向上的綜合拉力和向下的重力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平分力，在這個(gè)水平分力的作用下，油管和抽油桿接觸，產(chǎn)生磨擦。

2.1.2 底部抽油桿彎曲造成的偏磨

抽油桿彎曲產(chǎn)生于下沖程，下沖程時(shí)，抽油桿主要受兩個(gè)方向的力，一個(gè)是自身在液體中向下的重力，另一個(gè)是活塞下沖程時(shí)受到向上的阻力，而兩個(gè)方向的力的平衡點(diǎn)，即為中性點(diǎn)，在中性點(diǎn)以下的抽油桿受壓而彎曲，中性點(diǎn)以上抽油桿呈拉伸狀態(tài)，由于抽油桿彎曲，使抽油桿與油管發(fā)生偏磨。

2.1.3 油管彎曲造成的偏磨

抽油桿在上沖程時(shí)，游動(dòng)閥關(guān)閉，活塞帶動(dòng)油罐內(nèi)介質(zhì)上移，由于管內(nèi)介質(zhì)的重力、油管與管內(nèi)介質(zhì)和抽油桿的阻力作用，使抽油桿拉直，而油管在中性點(diǎn)以下產(chǎn)生彎曲，使管、桿接觸而產(chǎn)生磨損。

2.1.4 參數(shù)的影響。在偏磨腐蝕的油井，沖程短、沖次高時(shí)，偏磨的部位相對(duì)較小，偏磨次數(shù)頻繁，磨損較嚴(yán)重。特別是供液不足、間歇出油井，磨損更為嚴(yán)重。

2.1.5 管柱結(jié)構(gòu)不合理以及配套工藝不完善造成管桿偏磨嚴(yán)重油井分層開(kāi)采時(shí)，要使用封隔器將油層隔開(kāi)。封隔器座封需要一定的座封力，當(dāng)泵、封隔器連接在同一管柱上時(shí)，座封力會(huì)導(dǎo)致油管彎曲。

2.1.6 油井結(jié)蠟。有的油井的原油含蠟高達(dá)30% 以上，管桿結(jié)蠟嚴(yán)重。導(dǎo)致抽油桿蠟卡，下行受阻。抽油桿下行時(shí)與油管間產(chǎn)生嚴(yán)重碰磨，造成桿管的偏磨。

2.1.7 原油粘度的影響原油粘度的增大造成抽油桿運(yùn)動(dòng)阻力增大，使管桿變形嚴(yán)重。其結(jié)果是偏磨點(diǎn)增多、偏磨范圍增大以及偏磨載荷增加，使磨損加劇。

2.2 腐蝕原因分析

2.2.1 綜合含水的影響

隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)出液綜合含水不斷上升，偏磨腐蝕的油井逐漸增多。其原因是，當(dāng)油井產(chǎn)出液含水大于一定數(shù)值（70% ）時(shí)產(chǎn)出液換相，由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油性。管桿表面失去了原油的保護(hù)作用，產(chǎn)出水直接接觸金屬，腐蝕速度增加。磨擦的潤(rùn)滑劑由原油變?yōu)楫a(chǎn)出水，由于失去原油的潤(rùn)滑作用，油管內(nèi)壁和抽油桿磨損速度加快，磨損嚴(yán)重。

2.2.2 地層水分析

高含水原油對(duì)管桿腐蝕較嚴(yán)重，地層水與金屬表面接觸，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。純化油田地層水的總礦化度高、在20000～ 40000mg /L， Cl- 含量高達(dá)10000mg /L以上，由于Cl- 腐蝕性較強(qiáng)，加之總礦化度高，就會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕。

2.2.3 原油、氣分析

原油中含有一定的硫，其本身對(duì)金屬有一定的腐蝕性。溶解氣成分中， CO2 的最高含量達(dá)到了4.27% ，這是腐蝕產(chǎn)生的一個(gè)重要原因。

2.2.4 偏磨和腐蝕相互作用的影響

當(dāng)管、桿偏磨時(shí)，管桿的偏磨表面產(chǎn)生熱能，從而使管桿表面的鐵分子活化，使偏磨處優(yōu)先被腐蝕。由于偏磨處表面被活化，成為電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極，從而形成了大陰極小陽(yáng)極的電化腐蝕，而產(chǎn)出液是強(qiáng)電解質(zhì)，具有強(qiáng)腐蝕性，對(duì)電化學(xué)腐蝕起到了一個(gè)催化作用，更加劇了腐蝕。由于腐蝕，管、桿的表面更加粗糙，從而造成偏磨更加嚴(yán)重。

3 防偏磨腐蝕配套工藝技術(shù)

3.1 防偏磨配套工藝現(xiàn)狀的分析

①管柱錨定可減輕和預(yù)防管柱上行彈性伸縮彎曲接觸摩擦偏磨損傷。②桿柱底部加重和抽油桿扶正可以減輕抽油桿受壓彎曲偏磨的程度。③安裝旋轉(zhuǎn)井口，油井正常生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)油管柱確保管桿接觸面的改變，管、桿均勻磨損。從而延長(zhǎng)管桿的使用壽命。④下連續(xù)抽油桿，在偏磨井中應(yīng)用可以顯著降低抽油機(jī)懸點(diǎn)載荷。由于沒(méi)有接箍，消除了接箍的活塞效應(yīng)，解決了接箍的斷脫問(wèn)題。⑤無(wú)桿采油工藝，電動(dòng)潛油螺桿泵采油技術(shù)、水力噴射泵采油技術(shù)、電泵在偏磨井治理中有明顯的效果。避免了桿、管柱的磨損。⑥下加厚襯套管，管壁耐磨性好，從而延長(zhǎng)管桿的使用壽命。⑦低產(chǎn)井間開(kāi)，可減輕桿管偏磨。

3.2 防垢配套工藝現(xiàn)狀分析

① DS- F殺菌劑。該產(chǎn)品為復(fù)合季胺鹽型陽(yáng)離子殺菌劑，主要用于抑制和清除SRB菌對(duì)油管的腐蝕傷害。② CLW- 03緩蝕劑。該產(chǎn)品是以不飽和脂肪酸和有機(jī)胺為原料合成的咪唑啉類(lèi)緩蝕劑，主要用于減緩污水（高含水井水）對(duì)油管的腐蝕。③ CLZ- 04阻垢劑。該產(chǎn)品主要由有機(jī)磷酸鹽和其它助劑復(fù)配而成，主要用于抑制和清除油管壁碳酸鹽垢。

3.3 小劑量酸洗技術(shù)，用鹽酸有效解除井筒及近井地帶結(jié)垢。磁防垢技術(shù)，通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)采出液的作用，改變采出液的的物性，減少垢的結(jié)晶。下磁性防垢器可減輕管桿結(jié)垢。內(nèi)裝磷硅酸鹽阻垢劑，在生產(chǎn)過(guò)程中，阻垢劑通過(guò)濃度釋放的方式，與井液中的鈣、鎂離子反應(yīng)，形成可溶性聚合磷酸鈣納，防止結(jié)垢。

參考文獻(xiàn)：

[1]張會(huì)霞，張恒芝，林紅. 抽油井常見(jiàn)問(wèn)題的分析和解決辦法[J]. 科技與企業(yè). 2016（01）