董 旭 江淑麗 薛 琦
(華北油田公司第四采油廠工程技術研究所 河北廊坊 065000)
目前,華北油田采油四廠油井開井513口,發(fā)現有偏磨現象的井310口,其中直井168口,斜井142口。偏磨的直井多為高含水的老井和方位角變化大的井,而偏磨的斜井主要是新井。
直井隨著含水上升,偏磨越來越嚴重。斜井含水大于20%基本都偏磨。偏磨井中含水在60%以上的直井、斜井偏磨現象較嚴重,占偏磨總井數的65.8%。 統計2007年-2017年因偏磨檢泵井次,整體呈逐年遞減趨勢。
防偏磨治理的出發(fā)點,一是減少桿管之間的正壓力;二是減少桿管之間的摩擦系數;三是減少桿管之間的偏磨距離。目前,第四采油廠在用防偏磨技術主要有內襯油管、雙向保護接箍、尼龍扶正短節(jié)、加重桿、尼龍刮蠟桿、降低沖次和加防腐阻垢劑七項。
針對不同含水、井斜等情況,對各種井況的油井采取不同的治理對策(圖1)。
尼龍刮蠟桿不僅可以起到清蠟作用,而且還能起到扶正作用。尼龍刮蠟桿是第四采油廠早期普遍使用的防偏磨方式。目前全廠底部下刮蠟桿防偏磨井有195口井。但在應用過程中發(fā)現,有腐蝕現象的井抽油桿在井下受到液擊渦流的影響,很容易導致限位器磨斷。因此,腐蝕井不適合下刮蠟桿防偏磨,而是用尼龍扶正短節(jié)來代替。
表1 2007-2017年偏磨作業(yè)井統計
圖1 防偏磨治理措施模板
在2012年引進了尼龍扶正短節(jié),利用尼龍扶正塊的外徑(D57mm)大于抽油桿接箍外徑起扶正作用,且扶正套是高強度耐磨材料,與油管接觸使扶正體磨損,而減少油管的磨損,達到防偏磨、保護抽油桿接箍和油管的目的。但實踐證明,尼龍扶正短節(jié)不適應抽油桿本體偏磨的井。
偏磨主要是由于下部的抽油桿彎曲造成的,一般發(fā)生在底部,針對這類油井就可以在抽油桿底部下加重桿來降低中和點的位置,但對于斜度太大的油井不適合使用,通過現場試驗得知下加重桿的最大井斜不能超過10度。
上述手段均有一定局限性,對于一些偏磨嚴重、檢泵周期較短的疑難井效果均不好。因此提出了一種降低桿管摩擦系數的方法,從金屬之間的摩擦轉換為金屬與塑性體的摩擦。2010年引進了高密度聚乙烯內襯油管防偏磨技術。在實踐中精細設計,不斷完善內襯油管配套工藝。
圖2 高密度聚乙烯內襯油管的技術指標和摩擦特性
(1)由于內襯油管內徑只有54mm,為減少桿管接觸以及環(huán)空減小對產量的影響,采用了小直徑節(jié)箍,d19mm抽油桿使用38mm接箍,d22mm抽油桿使用42mm接箍,并配套使用雙向保護接箍和包塑接箍代替原抽油桿接箍。
(2)為了保護內襯油管端部,在內襯油管和普通油管的連接處采用了特制油管短節(jié)。
對于存在偏磨的d56mm管式泵的井不適合應用內襯油管,因此,加工了三寸內襯油管。例如A41-1井正常生產時液量為58方,一直用d56mm管式泵,2013年之前頻繁因偏磨導致桿磨斷或油管磨漏作業(yè)。2013年5月作業(yè)后下入94根三寸內襯油管,至2015年12月桿斷關井至今未作業(yè),檢泵周期延長了831天。
有腐蝕現象的油井,下內襯管內徑縮小后,腐蝕速率也隨之增加。內襯油管具有防腐蝕功效,但腐蝕依然存在,最終導致抽油桿腐蝕加劇。因此,有腐蝕現象的井下內襯管后必須做好日常加藥工作。
下沖程時,抽油桿柱主要受兩個方向的力:①自身在液體中向下的重力;②活塞下沖程時受到向上的阻力。這兩個方向力的平衡點即中性點。在中性點以上抽油桿柱呈拉伸狀態(tài),中性點以下的抽油桿柱受壓而彎曲,致使抽油桿與油管發(fā)生偏磨。下內襯油管后,油管內徑變小,液流通道變小,阻力變大,導致中性點上移。
偏磨嚴重井平均中性點長度250米。但理論計算與現場實際起出的偏磨段不符,往往實際起出的作業(yè)井偏磨斷都比較長。針對此類問題,完井設計內襯油管長度時,將內襯管下至偏磨段以上100~200米,防止中性點上移導致短期內再次作業(yè)。
為節(jié)約成本,基本不全井下內襯管,只對偏磨嚴重處使用。對內襯油管以外的桿柱,根據井況使用尼龍扶正短節(jié)或下刮蠟桿,這樣全部桿柱及油管均受保護。
截至2017年8月我廠老井使用內襯油管井達到148口,累計長度10萬余米,使用后基本沒有因內襯管偏磨漏導致作業(yè)的井,平均檢泵周期由334天延長至703天,延長了369天。減少作業(yè)150井次,減少原油占產4700噸。該防偏磨技術基本適用于所有油井,為油田生產解決一大難題。
表2 2010-2017年內襯油管應用效果
2014年8月,J714井作業(yè)完井時,泵上第52~68根D73mm加厚內襯油管通管規(guī)無法通過,用抽油桿推出通管規(guī)帶出膠皮,起出后將內襯油管分段鋸開,發(fā)現內襯油管內膠皮破損。
分析原因:內襯中部磨薄、強度變小、刺油管時溫度過高導致膠皮破損。
解決對策:已下內襯油管的井,在清理油管時控制溫度,溫度不宜過高,并規(guī)定禁止用內襯油管進行沖砂。
起出的內襯油管普遍存在端部脫出現象,一般脫出5~10mm左右。經與生產廠家溝通確定不影響使用。但對于脫出在30mm以上的要求作業(yè)隊替換,以免因脫出太多導致兩油管連接時上扣不滿。
內襯油管已成為治理偏磨的一把利器,并已在我廠推廣使用。近兩年,我廠均使用修復油管加工內襯油管,加工費用47元/米,每根450元,而尼龍扶正短節(jié)295元/個。相比之下,內襯油管經濟實用,效果更好。今后對因偏磨導致作業(yè),檢泵周期在一年以內的井,均可采取下內襯油管措施。