影響油井作業質量的因素及措施

孟向明 強巍 徐磊

摘 要：本文從檢泵維修的日常工序管理及影響檢泵維修質量的客觀因素及關鍵部件的工況環境分析入手，尋找出提高檢泵作業質量的有效途徑。制作出切實可行的對策措施，全方位地提高檢泵維修質量水準。

關鍵詞：檢泵；質量原因；對策

1、概況

檢泵作業一般是指調整地下工作參數或改變工作制度和消除泵、管、桿工具附件的故障，通常分為計劃性檢泵、躺井檢泵、下泵投產、動態檢測、檢泵換封、隔水采油等作業措施，這幾年來各個作業隊伍的返工率雖然正在逐步降低，但一些不可避免的返工井仍時有發生，影響油田的原油產量，于是引出了影響檢泵作業質原因及對策。

2、影響檢泵作業的原因及分析

油井井筒狀況日趨復雜，隨著老油田開發時間的延長和斜井的增多，油井油管、桿、深井泵工況環境變差，斷、脫、漏、卡、堵等影響作業質量的因素在不斷增多。

1、井筒結垢的影響

油井結垢部位主要分布在油管內外壁、油桿表面、眼管、尾管、深井泵及套管內壁，結垢的主要成分為CaCO3、CaSO4、少數油井還含有BaSO4、SrSO4 等垢。結垢使套管孔眼堵死，泵筒內防沖距段堵死。初步統計分析油井含水30%后開始結垢，含水上升結垢逐漸加劇，含水60%以上結垢十分嚴重。隨著油田開發時間的推移，油層含油飽和度不斷降低，為自生礦物——垢物質的析出提供了必要條件，多層合采，油層水的不配伍和垢離子在地層條件下結合形成的垢粒慢慢的積聚成垢。

油井周圍壓降漏斗的形成是近井油層、壓裂造成的裂縫處和射孔炮眼處產生垢的另一個必要條件，油層中流體從供油邊緣向油井井筒的滲流過程中造成壓力不斷下降，形成壓降漏斗，使已形成的多相平衡狀態不斷破壞。使碳酸鈣礦物不斷析出，造成近井地帶的孔眼堵塞。2000年至今，在樂安油田草20地區由于結垢造成的活塞卡泵、雙凡爾失靈、泵筒堵死，油管結垢粘在套管內壁拔不動鉆等類型的20個井次。

2、井筒腐蝕的影響

結垢油井大部分為中高含水井，下部油管、油桿長期浸泡在水中，受到硫酸鹽還原菌和水中溶解氣（CO2和H2S）腐蝕。

（1）硫酸鹽還原菌是一種厭氧菌，其生長最適應溫度為30—35℃（中溫型）和55—60℃（高溫型）PH值5.5—9.0，吳旗油田地層水和洛河水都適應其生長。其腐蝕形態是在油管、油桿、泵的表面形成一個個同心圓式小坑，呈麻子點狀。

（2）CO2和H2S的腐蝕

其腐蝕狀況在油管、桿表面形成蟲蛀狀槽帶，在油桿接箍上形成蜂窩狀。2000年至今由于腐蝕發生尾管斷裂落井、油桿腐蝕縮徑斷脫、油管腐蝕穿洞裂口等無效作業達17個井次。

3、井下臟物堵塞

發生堵塞類型有：一是投產洗井時，排液不徹底造成的井筒先天不足，井筒殘有一定的泥砂；二是油井不同時期作業過程中帶入井筒中的黃土與井下石蠟、膠質混合物等形成黑色沉淀淤泥，使眼管孔眼、雙凡爾座孔眼堵塞，削弱吸液能力，泵況變差；三是鉆井液傷害油層，鉆井液中的固相顆粒進入油層，將油層的孔隙直接堵塞。鉆井液的濾液由于礦化度較低，進入油層引起油層粘土礦物水化和膨脹，發生水敏效應，從而減少油層孔隙通道，造成油層表觀上能量充足，而油井產能較低，能量得不到有效的釋放。由于此原因引起投產、檢泵、隔水采油的無效作業近三年達15個井次左右。

4、深井泵、油管、油桿、附件、工具是影響檢泵質量不可忽視的另一個重要因素

深井泵的檢修質量和拉運工作是影響檢泵作業質量的最基本因素，特別是檢修待發的泵、試壓、測活塞、固定凡爾漏失量尤為關鍵，下面對深井泵各部件逐項分析。

游動凡爾罩：它必須具備以下四個方面的性能，一是要有良好的導向性能，減少閥體在球室內漂移；二是要有適宜的流通面積，減少液力損失；三是要有合理閥球回跳高度；四是要有足夠的強度與耐磨性及良好的抗強腐蝕能力。

凡爾球、凡爾座在抽吸系統中，屬最小配件，也是最為關鍵的配件，是深井泵的“心臟”，數千萬方的液量都是通過球與座的“跳動配合”抽出井筒的，球與座的配合間隙尤為重要，目前現場上檢測方法有透光法、口吸法、泵筒內的抽拉法三種，基本上可以判定球與座的配合情況，在吳旗油田地層水含有H2S和CO2溶解氣的介質中，球與座均有被腐蝕的現象，表現為下泵生產15天左右發生嚴重漏失現象，井口憋不起壓力等。

活塞：長期以來，鍍鉻層脫落，活塞磨損，卡泵的比較頻繁，主要原因有兩個方面，一是活塞與泵套間隙過小，得不到原油的充分潤滑；二是鍍層質量差或鍍層不耐磨損和鍍層對井筒的適應性差。

油管：作業現場經查審發現：一是少數新井油管公扣強度較低，造成上卸絲扣時，發生磨損而造成漏失；二是長期服役的油管上卸扣次數頻繁，加上生產過中載荷沖擊，公扣部分錐度不足，上扣時沒有上緊而發生一定數量的漏失；三是結蠟結垢嚴重的井，在油管內壁凝結成環狀同心圓，使油管的內徑變小，清洗過程中刺不掉而造成液體在上升過程中阻力增加；四是油管內壁的垢在下鉆過程中沉脫在深井泵內，活塞探不到底，造成無效作業。

3、影響泵效的主要因素有：

1、氣體的影響：

當泵吸入口的壓力小于飽和壓力時，在抽汲時總是氣液兩相同時進泵，氣體進泵必然減少進入泵內的液體量而降低泵效。吸入壓力的大小取決于沉沒度，因此，氣體對泵效的影響也反映了沉沒度對泵效的影響。

2、沖程損失的影響 ：

由于抽油桿和油管的彈性伸縮造成的活塞沖程小于光桿沖程是不可避免的，從而使泵效小于1。研究表明，泵掛越深，沖程損失越大。在油井的生產能力確定的條件下，動液面深度一定，泵掛越深，沉沒度越大。故沖程損失的影響也反映了沉沒度對泵效的影響。

3、漏失的影響

抽油泵在工作過程中的漏失量是與吸入口兩側的壓差有關的。在相同的泵況和抽汲參數條件下，漏失量取決于泵排出口壓力與吸入口壓力的差。而泵的吸入壓力、排出壓力又受到沉沒度的控制，所以漏失的影響也就反映了沉沒度對泵效的影響。

4、沉沒度對泵效的影響

在其他條件一定的情況下，抽油泵的泵效與沉沒度、沖程損失、充滿系數、等因素的關系為：沉沒度上升，吸入口壓力上升，氣油比下降，充滿系數上升，泵效上升；沉沒度上升，沖程損失上升，漏失量上升，泵效降低。可見，沉沒度的變化對泵效有正負兩方面的影響，同時由于沉沒度增加而引起的抽油桿長度和懸點載荷增大，產生的抽油設備和動力費用增大也必須考慮。在抽油井生產系統設計中應充分考慮到這兩方面的作用，從而確定合理的沉沒度，使油井能高效、安全的生產。

結論

根據井筒結垢、腐蝕、結蠟、氣鎖、油層坍塌、臟物、偏磨等環境因素和泵、管、桿、井下工具附件的質量材料、結構工藝技術環節、以及操作人員的水平等因素，找出提高檢泵作業質量的有效途徑如下：

1、對檢泵作業入井的管、桿、泵、井下工具附件材料的質量，實施入井許可證制度，由專門的專業人員簽字后方可使用，（結構、性能、用途、工作靈敏度、可靠性等）。

2、對入井管柱、桿柱、工具用具附件的工況要定期進行分析，提出針對性比較強的工況改進措施，長時間上卸扣的油管公扣與接箍配合時，公扣錐度不夠，可將油管接箍卸下來倒向，防止油管漏失。

3、采取一定的工藝方法加強井筒入井所有管柱、工具用具的環境綜合治理工作，主要表現在以下幾個方面：

4、對結垢嚴重的井實施針對治理，控制含水上升幅度，抑制自生礦物析出。

5、兩層或兩層以上合采，水性不配伍時，實施分隔采油，阻止不配伍水性在油管外壁和套管內壁結垢。

6、油管內壁有結垢的附著物時，先下一定數量的油管后，將活塞油桿下入泵筒內，再下油管實施管、桿套下，防止垢物落入泵筒內。

7、氣鎖嚴重影響泵凡爾工作的油井，我們可將套管氣放空，或者是將套管氣引出定向燃燒，降低套壓，或者是井下管串組配時以氣錨來代替常規的眼管。

8、沉沒度對抽油井的工作狀況影響是復雜的，在同一下泵深度下，沉沒度會隨產量的增加而降低，泵效也同時降低。在確定抽汲參數時，不能單純追求高的產量或高的泵效，因為兩者是互相矛盾的。在實際生產過程中，可根據油井的生產能力，尋找出不同沉沒度下的泵效，其中泵效最大時的沉沒度即為合理沉沒度。