石油矿业论文抽油井腐蚀偏磨原因分析

　　随着油田开发进入特高含水期，目前孤岛油田存在较严重的抽油井偏磨现象，抽油井生产周期短、偏磨躺井频繁。针对偏磨严重的现状，探索了抽油井防偏磨配套技术。根据偏磨机理，在继续应用常规扶正类技术模式的基础上，发展了支撑扶正类和抗磨油管类技术模式，并与油管在线检测及陀螺测斜等防偏磨辅助技术相结合，形成了油井防偏磨配套技术。

　　1抽油井腐蚀偏磨原因分析

　　1.1综合含水的影响

　　随着开发时间的延长，产出液综合含水率不断上升，偏磨井逐年增加。2009年到2011年偏磨井数增加了170口，具体一口油井来说，当产出液含水大于74%时产出液换相，由油包水转换为水包油型。此时产出水直接接触杆管表面，油管内壁和抽油杆的摩擦由于失去了原油的润滑作用，导致磨损速度加快。

　　1.2腐蚀因素的影响

　　因此腐蚀性磨损必然会发生。腐蚀条件下的磨损比单纯的机械磨损更为严重。孤岛油田产出液具有矿化度较高、腐蚀速率高的特点，其中矿化度为10196mg4，CL-含量7831mg4，PH值呈弱酸性，腐蚀速率在0.51mm/a。杆管腐蚀明显的单元主要有河10、河68、河146等断块。

　　1.3井身结构及杆管失稳因素

　　（1）斜井随着钻井技术的发展和油田开发的需要，定向斜井不断增多。这些井的井身轨迹由于本身就为一条斜线，使得抽油杆在这种斜井的往复运动过程中必然会与油管产生接触，从而造成摩擦磨损。统计2011年出现偏磨情况的189口井中，斜井43口，侧钻井16口，直井130口。斜井中泵挂处于造斜点以下，即管杆处于斜井段的43口井，占总偏磨井数的22%。

　　（2）自然井斜和杆管失稳。孤岛地区油井偏磨情况主要发生在直井中或斜井的直井段。根据相关的理沦研究，在垂直井眼中，抽油杆、油管的偏磨主要发生在抽油杆中和点以下受压发生弯曲的部分。因此一般情况下抽油井的偏磨段应处于靠近柱塞的中下部。而现场的统计却表明，80%的偏磨情况发生在杆柱的中部，甚至是上部，杆柱下部发生偏磨的情况仅占不到20%o

　　初步分析认为，造成这一情况的原因可能与对应井段方位角变化率过大和杆柱失稳造成，相关机理需要进一步探索研究。

　　1.4生产过程问题

　　（I）在分层开采油井中，封隔器座封过程中会导致油管中和点以下油管弯曲。若中和点在泵筒以上，油管弯曲，引起杆管偏磨。

　　封隔器在座封过程中需要一定的座封重力，座封力越大，油管弯曲程度越大杆管偏磨越严重。从统训结果看出：现场卡封油井出现偏磨现象与封隔器级数及座封力有关，封隔器级数越多，座封力越大，产生偏磨的几率也越大。而且泵挂越深，偏磨现象越严重。

　　（2）生产参数和杆管组合在发生偏磨的油井中，冲程越小，偏磨部位也就越小；冲次越高，偏磨频率就越高，磨损时的相对运动速度就越大。因此，短冲程、快冲次参数会加剧杆管的磨损。且当悬点的运动频率和抽油杆柱的自振动频率相同或成整数倍时，就会产生共振，使振幅变大，偏磨会更严重

　　在多级组合中，细杆比例越大，抽油杆发生“失稳”越严重，加之交变载荷的影响，抽油杆易疲劳，因此，底部抽油杆出现偏磨、断脱事故较多。具体来看同一深度，三级组合比二级组合“失稳”严重。泵的间隙越小，活塞与泵筒的摩擦力越大，“失稳”越严重

　　总之，偏磨的产生不是单一因素的影响，是多种因素综合作用的结果，高含水、井斜、方位不正及失稳弯曲是主要囚素。受成本因素控制，管材投人少也是不可忽视的重要因素。

　　2抽油井腐蚀偏磨治理措施

　　2.1管杆防偏磨技术

　　2.1.1底部加重、杆体扶正技术

　　（1）加重杆。抽油杆加重可以有效的减少抽油杆下行阻力，加重杆一方面可以将上部抽油杆拉直，另一方面可以利用其抗压临界载荷大、不易弯曲的特点，使杆柱中和点下移，降低杆柱的交变应力幅度，延长抽油杆疲劳断裂周期，达到防偏磨的目的。

　　（2）抽油杆扶正。杆柱扶正主要是采用扶正器，选择合适的扶正器安放间距，可以达到减少杆、管接触机会，达到改善轴向力，减少防偏磨的目的。

　　2.1.2减少杆、管摩擦阻力

　　（1）抽油杆抗磨副。抗磨滑套材质经特殊处理，其摩擦系数低，将其固定在油管内，抗磨滑套分别与套管内壁、油管内壁充分接触，可克服油管与套管、抽油杆与油管的接触偏磨问题，而且抗磨滑套使用寿命长，克服了常用扶正器使用寿命短的问题，同时解决了抽油杆扶正器下行摩擦阻力大的问题。

　　（2）双向保护接箍。双向保护接箍是在普通接箍上涂敷一层AOC-160耐磨耐蚀减磨涂层。从涂层性能参数可以看出涂层的成分、组织结构、硬度与油管相差很大，可阻止和延迟最初粘着磨损的发生。

　　2.1.2生产参数优化设计技术

　　在满足产液量的需求的前提下，尽可能采用长冲程、低冲次、上提泵挂，减少偏磨次数，延长管杆使用寿命。

　　2.2防腐蚀技术

　　2.2.1加缓蚀剂防腐

　　加缓蚀剂是油井井筒和地面集输系统腐蚀的一种常用而有效的方法之一。其原因通过缓蚀剂加入到产出介质中，与金属本体形成一种致密薄膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开来，达到保护金属，以防止腐蚀的目的，通过缓蚀剂在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，达到减少磨损的目的。2.2.2应用具有抗腐蚀能力的杆管泵

　　抽油杆、油管及泵腐蚀严重的井可以应用防腐材质，防腐材质就是在表面涂了一层特殊防腐涂料，它的防腐性能适应于各种不同的腐蚀介质油井，但为了防腐杆、管表面防腐蚀层被磨损，不用于偏磨严重的井段。

　　2.3其他配套技术

　　2.3.1旋转技术

　　旋转技术包括油管旋转和抽油杆旋转两种技术。

　　抽油杆旋转技术是利用井下抽油杆旋转器，在生产过程中通过不间断的旋转抽油杆，一是使抽油杆柱产生旋转，增加抽油杆节箍与油管接触面积，延长抽油杆节箍偏磨周期；二是使抽油泵柱塞产生旋转趋势，避免井液固体颗粒卡泵，延油管旋转技术是通过利用旋转井口定时、定量转动油管，将油管与抽油杆线接触摩擦变为面接触，保证油管均匀磨损，从而延长偏磨周期。

　　2.3.2加重技术

　　抽油杆下部加重技术就是在抽油杆柱下部加上一定数量的大重度抽油杆，即加重杆。以增加对活塞向下的推力和增加抽油杆抗弯曲强度。

　　2.3.3油管锚定技术

　　常采用支撑式锚、机械式油管张力锚、液压式油管锚将油管部分重量转移到套管上，控制油管伸缩，减小杆管摩擦。

　　2.3.4创新技术一抗磨副

　　抽油杆抗偏磨副改变了常规扶正器的防偏原理，同时由于具有底部加重和防偏扶正的作用，是现场理想的的防偏工具，适合各种类型偏磨井的应用。

　　2.3.5连续杆采油技术

　　连续杆无节箍，增加了杆、管环空面积；消除了普通杆节古的活塞作用，使杆柱下降速度加快，减小了失稳弯曲的影响。

　　3抽油井腐蚀偏磨治理措施实施效果

　　通过各类工具配套、严格作业质量监督，孤岛采油厂防偏磨治理取得了较好的效果。2010-2013年完成各类措施261井次，平均单井生产周期延长126天，累计增油1906t。以措施后平均油井免修期145天计算，年减少油井维护作业34井次。以每井次维护作业6.5万元计算，合计节约作业费221万元；增加原油694t，创造经济效益221.8万元，取得了良好的经济效益。

　　参考文献

　　[1]李汉周等.抽油井管杆偏磨与井眼轨迹的关系.钻采工艺.2009（03）