大斜度井采油配套工藝研究

惠 朋

（中石化中原油田分公司采油一廠工藝研究所，河南濮陽 457071）

大斜度井采油配套工藝研究

惠 朋

（中石化中原油田分公司采油一廠工藝研究所，河南濮陽 457071）

主要研究了大斜度井抽油機(jī)機(jī)采配套工藝。研制和應(yīng)用大斜度專用抽油泵，減少了抽油泵漏失量，提高了抽油機(jī)泵效。

大斜度井；采油配套；應(yīng)用效果

1 項(xiàng)目主要內(nèi)容

隨著油田開發(fā)的不斷深入，我廠側(cè)鉆井、定向井近年來越來越多。截止2015年12月中原油田采油一廠井斜在30°以上油井達(dá)42口，最大井斜達(dá)到70°以上，通常把井斜大于60°的井定義為大斜度井。受井斜的影響，增加了油井機(jī)采配套的難度，在生產(chǎn)過程中主要存在以下兩方面問題：

1.1 抽油泵泵效低

2015年底全廠平均抽油機(jī)泵效為50.7%，而統(tǒng)計(jì)大斜度井的平均泵效為 31.5%，低于全廠平均泵效 19.2 個(gè)百分點(diǎn)，且不存在機(jī)采配套不合理的因素影響。分析原因主要是傳統(tǒng)整筒泵應(yīng)用在大斜度井段受到限制，常規(guī)抽油泵在大斜度井段生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)的閥球旁落、關(guān)閉不嚴(yán)、柱塞泵筒間摩擦力大、間隙不均，凡爾球關(guān)閉滯后等現(xiàn)象，導(dǎo)致泵漏失嚴(yán)重，泵效偏低等問題，降低了油井開采能力。

1.2 抽油機(jī)井偏磨加劇

受大井斜的影響，常規(guī)的防偏磨工藝效果較差，檢泵周期較短。統(tǒng)計(jì)大斜井的平均檢泵周期275d，低于全廠2015年底平均檢泵周期（544d）269d。導(dǎo)致頻繁上作業(yè)檢泵，增加了作業(yè)投入。

針對(duì)以上問題，開展大斜度井采油配套工藝研究，研制和應(yīng)用了大斜度專用抽油泵，開展了大斜度井防偏磨優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，并配套應(yīng)用了抽油桿防脫器，通過項(xiàng)目的開展，全面提高油井開發(fā)水平，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

2 主要應(yīng)用的工藝技術(shù)、工作量及創(chuàng)新點(diǎn)

2.1 主要應(yīng)用的工藝技術(shù)及工作量

2.1.1 研制大斜度專用抽油泵

大斜度井對(duì)抽油泵的要求較高，普通抽油泵無法滿足大斜度井的生產(chǎn)需要，一是泵掛處井斜角較大，普通球閥的閥球啟閉滯后十分明顯，有時(shí)甚至不能關(guān)閉，造成泵效較低；二是由于井斜較大，井眼造斜率大，普通泵柱塞下行困難，井下事故增多。因此開展大斜井專用泵的研究和研制，是提高大斜度井開發(fā)的首要條件。

（1）大斜度井專用泵結(jié)構(gòu)。大斜度井專用泵主要由上、下接箍、長泵筒、強(qiáng)啟閉多級(jí)游離密封結(jié)構(gòu)柱塞、強(qiáng)制閉合固定閥組等部件組成。

（2）技術(shù)原理。柱塞上部導(dǎo)向閥設(shè)計(jì)，柱塞可順利進(jìn)入泵筒，游動(dòng)閥采用強(qiáng)制啟閉結(jié)構(gòu)，通過閥桿運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制啟閉，解決了閥球關(guān)閉滯后的問題。固定閥采用導(dǎo)向閥罩及彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)，提高其坐封速度及密封性。

（3）技術(shù)特點(diǎn)。柱塞采用多級(jí)等徑柱塞結(jié)構(gòu)，上部加工刮砂角，增強(qiáng)其刮砂沖砂能力，防止砂卡。游動(dòng)閥采用強(qiáng)制啟閉結(jié)構(gòu)，通過閥桿運(yùn)動(dòng)強(qiáng)制啟閉，解決了閥球關(guān)閉滯后的問題，顯著提高了泵效。固定閥采用導(dǎo)向閥罩及彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)，提高其坐封速度及密封性。

2.1.2 大斜度油井抽油桿防脫配套

大斜度油井的抽油桿在抽汲過程中產(chǎn)生的松扣鈕矩較直井大，更易發(fā)生抽油桿脫扣。因此開展抽油桿防脫器的研究。

（1）抽油桿脫扣原因有以下四點(diǎn) ：①初始預(yù)緊力的影響；②載荷交變選擇性的影響；③振動(dòng)力的影響；④懸繩器鋼絲繩打扭的影響。

（2）抽油桿防脫器技術(shù)。①原理：抽油桿防脫器連接于抽油桿柱之中，在桿柱上下行程時(shí)，通過兩組平面球軸承組成旋轉(zhuǎn)體任意轉(zhuǎn)動(dòng)，抵消抽油桿在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的反扭力，從而達(dá)到防止抽油桿松脫的目的。②技術(shù)特點(diǎn)：一是抗拉強(qiáng)度高。桿體采用35CrMo 鋼，冷拔拋光處理，抗拉強(qiáng)度高。與抽油桿材質(zhì)保持一致，可避免因材質(zhì)不同而產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。二是耐腐蝕性能好。桿體與接箍表面整體采用拋光后合金表面防腐處理，耐磨耐腐蝕性能大幅提高。三是降低偏磨中和點(diǎn)。

2.1.3 大斜度井防偏磨優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)大斜度井的偏磨特點(diǎn)，結(jié)合目前防偏磨技術(shù)，形成大斜防偏技術(shù)集成應(yīng)用，并根據(jù)大斜度井的井斜數(shù)據(jù)，結(jié)合三維井身軌跡，開展防偏磨優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，重點(diǎn)是對(duì)不同防偏磨部位進(jìn)行優(yōu)化配套設(shè)計(jì)，提高防偏磨效果。

（1）井斜在10°以下，配套間距可加大。井斜度在10°以下，配套防偏磨工具間距上可以加大，如每3根抽油桿安裝1套扶正器，狗腿度較大處必須配套。

（2）井斜在10°和30°井斜數(shù)據(jù)之間，配套間距縮小?？紤]生產(chǎn)投入成本，避免浪費(fèi)，根據(jù)狗腿度的變化，扶正器間距需縮小，可在每2根抽油桿安裝1套扶正器。

2.2 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）研制大斜度專用抽油泵，采用有強(qiáng)制啟閉結(jié)構(gòu)的游動(dòng)閥，解決閥球關(guān)閉滯后的問題，采用帶導(dǎo)向閥罩及彈簧復(fù)位結(jié)構(gòu)的固定閥，提高坐封速度及密封性，提高抽油井泵效。

（2）配套應(yīng)用大斜度抽油桿防脫技術(shù)和防偏磨管柱優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高大斜度井防偏磨效果，有效地延長大斜度油井檢泵周期。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果分析

3.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

2016年開展大斜度井采油配套工藝研究項(xiàng)目以來，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用12井次，平均泵效達(dá)到45.3%，平均檢泵周期 306d。與2015 年同比，泵效提高 13.8 個(gè)百分點(diǎn)，累計(jì)增油 196t。延長檢泵周期31d，有效地提高了大斜度油井開采水平，效果顯著。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益分析

3.2.1 經(jīng)濟(jì)效益

總產(chǎn)出 49.784 萬元 - 總投入 14.4 萬元 =35.384 萬元

3.2.2 投入產(chǎn)出比

14.4 ∶ 49.784=1 ∶ 3.46

4 結(jié)論

開展大斜度井采油配套工藝研究，分析大斜度油井泵效低、檢泵周期短的原因，研制和應(yīng)用大斜度專用抽油泵，減少了抽油泵漏失量，提高了抽油機(jī)泵效。并應(yīng)用抽油桿防脫技術(shù)和防偏磨優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了油井防偏磨效果,全面改善了大斜度油井各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)。

[1] 彭中.抽油桿柔性防磨接箍的研發(fā)與應(yīng)用[J].鉆采工藝，2013，（3）.

Study on Supporting Technology of Oil Production in High Gradient

Hui Peng

This paper mainly studies the mining technology of high gradient well pumping unit. Development and application of large slope dedicated pump, reducing the amount of pump leakage, improve the pump pumping efficiency.

large gradient wells；oil recovery；application effect

TE358.1

B

1003-6490（2017）06-0050-02

2017-05-03

惠朋（1977—），男，河南濮陽人，工程師，主要從事石油工程方面的工作。