油井管桿偏磨原因分析及防治措施

劉迎春

（大慶鉆探工程公司鉆井三公司工程開發(fā)分公司，黑龍江 大慶 163000）

隨著近年來我國大面積油氣田的不斷開發(fā)，抽油機(jī)的使用范圍越來越廣泛，在長期的使用過程中，抽油桿和油管之間的磨損日益嚴(yán)重，導(dǎo)致偏磨井的數(shù)量越來越多，且分布較多，這樣維修起來就較為困難，同時(shí)因磨損現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致油田作業(yè)費(fèi)用上升，無形中提高了采油的成本，影響了油田綜合效益的提高。

1 抽油井管桿偏磨產(chǎn)生的危害

在利用有桿機(jī)械采油過程中，發(fā)生偏磨的現(xiàn)象較為嚴(yán)重，抽油桿和油管之間長時(shí)間的接觸磨損中，極易造成桿斷、桿脫、油管泄漏等事故的發(fā)生，一旦發(fā)生事故，油井將停止正常的生產(chǎn)工作，進(jìn)行維修，這一方面影響了原油的生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，另一方面則增加了維修成本。因此針對油井管桿的防偏磨技術(shù)的研究是刻不容緩的，對油田的正常生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)將具有十分重要的作用。

2 抽油井管桿偏磨、腐蝕機(jī)理分析

2.1 管桿彎曲接觸產(chǎn)生偏磨

2.1.1 井斜引起偏磨

油井的井身不直時(shí)，抽油桿與油管之間的接觸機(jī)率就較大，從而極易造成嚴(yán)重的摩擦，并導(dǎo)致?lián)p壞，同時(shí)，其磨損度也隨著油管的傾斜角度的增大而增加。

2.1.2 底部抽油桿彎曲磨損研究

抽油井下沖程是抽油桿中性以下部分會(huì)因各種阻力彎曲而與油管偏磨。下沖程時(shí)，中性點(diǎn)以上抽油桿呈拉伸狀態(tài)。下部抽油桿彎曲致使抽油桿與油管發(fā)生偏磨。

2.1.3 油管蠕動(dòng)引起的偏磨

假設(shè)油管未經(jīng)錨定，在交變載荷作用下震動(dòng)的油管也會(huì)加劇與抽油桿的偏磨，還會(huì)與套管偏磨。油管彎曲造成的偏磨主要限制于泵上部附近，即中性點(diǎn)以下到泵位置。中性點(diǎn)位置又與泵以下尾管長度油管。若尾管加長，則泵下的重量加重，就可以彎曲應(yīng)力抵消。

2.1.4 生產(chǎn)參數(shù)對偏磨有影響

沖程，沖次，沉沒度以及泵徑都會(huì)影響管桿偏磨。實(shí)際生產(chǎn)中，抽油桿下行受到井液的阻尼作用、桿管以及柱塞與泵同之間摩擦阻力。

為了提升產(chǎn)液本領(lǐng)，由于生產(chǎn)參數(shù)不合理，相當(dāng)一部分油井由于沖次過快，抽油桿下行速度于驢頭的運(yùn)動(dòng)速度，造成中和點(diǎn)以下抽油桿幾乎全部處于受壓狀態(tài)，產(chǎn)生失穩(wěn)屈曲變形，彎曲變形的抽油桿與油管發(fā)生接觸磨擦，進(jìn)一部加劇偏磨的嚴(yán)重性。泵徑越大，抽油桿下行受到的阻尼越大，抽油桿發(fā)生彎曲變形的大概性越大，桿管偏磨幾率也越大。

2.2 管桿腐蝕磨損研究

2.2.1 產(chǎn)出液介質(zhì)的影響

油井綜合含水的上升使產(chǎn)出液相由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型，油管與抽油桿之間的接觸面由于失去原油的潤滑保護(hù)而磨損速度加快并且；由于溫度高且富含礦物質(zhì)、CO2，H2S 腐蝕性氣體、H＋、Cl－及細(xì)菌等腐蝕介質(zhì)產(chǎn)出水與管桿直接接觸，使其產(chǎn)生腐蝕。CO2含量越高，產(chǎn)出水中產(chǎn)出的H＋越多，PH值越低。產(chǎn)出水顯弱酸性，腐蝕性強(qiáng)。并且產(chǎn)出水中H2S與鐵化學(xué)反應(yīng)生成FeS和H2，對管桿產(chǎn)生氫脆腐蝕。

2.2.2 綜合含水的影響

油井采油量的不斷開采，油層內(nèi)含油量逐漸減少，在產(chǎn)出液中水份含量越來越高，當(dāng)油井產(chǎn)生液含水率大于74.02%時(shí)，產(chǎn)出液轉(zhuǎn)換為水包油型，這樣油管和抽油桿表面都失去原油的保護(hù)作用，水直接接觸抽油桿與油管表面，導(dǎo)致抽油桿和油管內(nèi)壁的腐蝕性增加，磨損情況會(huì)越來越嚴(yán)重。

2.2.3 縫隙腐蝕和沖蝕明顯

水對抽油桿、油管絲扣連接處都具有強(qiáng)腐蝕性，同時(shí)油管公扣外緣在產(chǎn)出水的不斷沖刷下，很容易老化，導(dǎo)致油管斷脫、刺漏。從實(shí)際發(fā)生的現(xiàn)場數(shù)據(jù)可以看出，產(chǎn)出液越多的油井其沖蝕現(xiàn)象越嚴(yán)重。

3 防治措施

在實(shí)際對預(yù)防和治理抽油機(jī)井桿管偏磨的處理問題上，多采用抽油桿扶正器、油管錨定裝置、加重桿、旋轉(zhuǎn)井口等多種辦法相結(jié)合的措施來進(jìn)行治理。

3.1 減少井眼軌跡偏斜的影響

井眼軌跡偏斜對桿管偏磨的影響較為普遍，井眼軌跡偏斜使桿管的受力發(fā)生改變，增加偏磨機(jī)率，在采油生產(chǎn)中，對偏斜或是由于地層蠕動(dòng)而導(dǎo)致套管變形影響嚴(yán)重的井，可采用其它無桿泵采油，對于供液充足、能量較高的井采采取上提泵持深度，避開變形處等方法。杜絕桿管偏磨的事情發(fā)生。

3.2 制定合理的工作參數(shù)

在保證產(chǎn)量不降的前提下，選擇合理的泵徑，下調(diào)沖次。將工作方式由長沖程、快沖次變?yōu)殚L沖程、慢沖次。減少相同時(shí)間內(nèi)的桿管摩擦頻率，延長抽油桿和油管的使用壽命。

3.3 穩(wěn)定載荷

由于井筒結(jié)蠟造成抽油桿上下行受阻，懸點(diǎn)載荷增加，對于這種情況可對油井應(yīng)制定合理的加藥、熱洗周期，減少蠟在油管中的沉積，從而減少結(jié)蠟帶來的不利影響。油層大量出水會(huì)使砂巖油層膠結(jié)結(jié)構(gòu)受到破壞，造成油井出砂。油井出砂后，同樣造成抽油桿的上下行受阻，載荷變化，對這種情況應(yīng)采取積極的防砂措施。減少其不利影響。同時(shí)做好控水穩(wěn)油工作。對于油稠的井要定期加降粘劑，以保證抽油順暢。這些預(yù)防工作做好的前提下還可在井內(nèi)下入加重桿，從而消除抽油桿的縱向彎曲。油管加裝錨定裝置，避免由于油管的自然彎曲和抽油機(jī)運(yùn)行時(shí)油管的蠕動(dòng)，減少偏磨的發(fā)生。

3.4 保證作業(yè)質(zhì)量

油田作業(yè)的質(zhì)量直接與施工情況息息相關(guān)，因此為了保證作業(yè)的質(zhì)量，需要做好作業(yè)的監(jiān)控，從而對作業(yè)施工的全過程進(jìn)行全面的監(jiān)督，并根據(jù)不同的施工情況，制訂具有針對性的措施，并對作業(yè)原因進(jìn)行深入分析。

結(jié)語

在油田實(shí)際生產(chǎn)過程中，管桿偏磨是一個(gè)長期存在的問題，在油井工作過程中，影響管桿偏磨的因素較多，因此在解決管桿偏磨的解決辦法中，就要針對不同的影響因素而采取多種措施相結(jié)合的方法。從很本上解決管桿偏磨這一問題，提高油井的產(chǎn)出率，從而提高油田的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]中國石油學(xué)會(huì)石油大學(xué)篇石油技術(shù)詞典[M].石油工業(yè)出版社.1996.

[2]苗向輝，薛峰.管桿偏磨原因分析及防治對策[J].內(nèi)蒙古化工，2008.

[3]鄭巖，許春英.有桿泵抽油井防偏磨及腐蝕技術(shù)研究應(yīng)用[J].河南石油，2004.