李永強(qiáng),袁 杰,崔汝?yáng)|,謝文獻(xiàn),趙祖德
中石化勝利油田分公司勝利采油廠,山東 東營(yíng)
勝坨油田,無(wú)短板,長(zhǎng)壽井,舉升技術(shù),躺井率
勝坨油田經(jīng)過(guò)50多年的開發(fā),井況惡劣,舉升環(huán)境日趨復(fù)雜。躺井率和短命井?dāng)?shù)居高不下,2010年躺井率高達(dá)8.9%,200 d內(nèi)短命井710口以上。高躺井率導(dǎo)致作業(yè)工作量持續(xù)上升,年均作業(yè)工作量3000井次左右,日作業(yè)動(dòng)力90余部,作業(yè)成本由4.39億元增加到6.54億元。
勝坨油田舉升系統(tǒng)的突出問(wèn)題,嚴(yán)重制約了采油廠的高質(zhì)量發(fā)展。通過(guò)開展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,對(duì)舉升系統(tǒng)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理,提出“打造無(wú)短板長(zhǎng)壽井”的理念:將油井比作由五大木板制作而成的木桶。木桶的容量代表油井的生產(chǎn)周期,五大木板分別代表抽油桿、油管、抽油泵、井下工具、工況等油井節(jié)點(diǎn)。木桶容量的大小取決于最短木板的高度,油井壽命的長(zhǎng)短取決于最薄弱節(jié)點(diǎn)的壽命。油田開展打造無(wú)短板長(zhǎng)壽井工作,努力延長(zhǎng)油井生產(chǎn)周期。
面對(duì)開發(fā)中的諸多問(wèn)題,勝利采油廠從5個(gè)方面開展相關(guān)工作,全面提升舉升系統(tǒng)配套技術(shù)水平[1][2][3]。
勝坨油田2010年桿管偏磨井?dāng)?shù)589口,占總井?dāng)?shù)的58%,是制約生產(chǎn)的最短板。通過(guò)開展室內(nèi)評(píng)價(jià)和小規(guī)?,F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),在油管內(nèi)加襯高分子聚乙烯,改善油管耐磨性能。圖1為普通油管與內(nèi)襯油管的偏磨對(duì)比試驗(yàn)圖,可以看出,改善偏磨效果明顯。通過(guò)內(nèi)襯油管的大規(guī)模投入,管漏躺井得到了有效控制。管漏失效井?dāng)?shù)由481口下降至78口,失效比例由30.8%下降至14.7%,管漏周期由245 d延長(zhǎng)到764 d。
Figure 1.The diagram of comparison test between the eccentrically worn common oil tubing and lining oil tubing 圖1.普通油管與內(nèi)襯油管的偏磨對(duì)比試驗(yàn)圖
復(fù)雜的舉升環(huán)境,使抽油泵適應(yīng)性變差。抽油泵出現(xiàn)偏磨、腐蝕、刺損等問(wèn)題。抽油泵成為了舉升系統(tǒng)的短板。油田跟蹤、拆解抽油泵186臺(tái)次,研究泵漏失效原因。油田從結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和處理工藝3個(gè)方面實(shí)施了6項(xiàng)整體技術(shù)改進(jìn),形成改Ⅳ系列抽油泵。
1)對(duì)抽油泵易失效部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)。針對(duì)游動(dòng)閥罩易斷裂的問(wèn)題,將游動(dòng)閥下移,避免閥球?qū)﹂y罩出液口的撞擊;針對(duì)活塞易砂磨的問(wèn)題,柱塞上部增加刮砂杯結(jié)構(gòu);針對(duì)球閥總承易沖蝕漏失的問(wèn)題,球閥總承加裝保護(hù)閥罩。
2)在材質(zhì)上,針對(duì)球閥易刺損的問(wèn)題,將不銹鋼球閥改為硬質(zhì)合金球閥,以提高球閥的硬度和耐磨性。
3)優(yōu)化活塞與泵筒的處理工藝?;钊上葒姾?、后切槽,改為先切槽、后噴焊,防止切槽對(duì)噴焊層的損傷,提高活塞耐腐蝕性;針對(duì)不同井況優(yōu)選不同處理工藝的泵筒,常規(guī)井采用鍍鉻泵筒,酸化井、腐蝕井采用鎳磷鍍泵筒,增強(qiáng)泵筒對(duì)井況的適應(yīng)性。
勝利采油廠自2011年試用改Ⅳ系列抽油泵,2013年大規(guī)模推廣,泵漏失效井周期由386 d延長(zhǎng)至763 d。
實(shí)施內(nèi)襯管整體投入后,雖然內(nèi)襯管使抽油桿偏磨減輕,但腐蝕情況更為嚴(yán)重。抽油桿的高抗拉強(qiáng)度不能滿足腐蝕環(huán)境下的抗疲勞性能而發(fā)生斷裂。抽油桿應(yīng)力腐蝕桿斷問(wèn)題成為舉升系統(tǒng)的新短板。針對(duì)該問(wèn)題,采用隔絕法,應(yīng)用PE半包覆抽油桿,桿頭采取熱噴焊處理,桿本體采用高分子材料包覆,將抽油桿與井液隔絕,提高抽油桿抗腐蝕能力。
用精細(xì)管理促進(jìn)打造長(zhǎng)板。為進(jìn)一步延長(zhǎng)生產(chǎn)周期,對(duì)抽油桿實(shí)施分年限管理,貫徹3個(gè)原則:一是分年限分級(jí)存放原則,對(duì)于新桿、修復(fù)桿根據(jù)年限和生產(chǎn)廠商分別存放,便于進(jìn)行針對(duì)性更換;二是整體更換原則,一口井的抽油桿在投入時(shí)實(shí)施同批次同品質(zhì)的抽油桿整體投入,再次作業(yè)需要更換時(shí)實(shí)施整體淘汰,再換入一套同品質(zhì)的桿,保證抽油桿壽命的整體均衡性;三是大浪淘沙原則,當(dāng)一口井在短期內(nèi)發(fā)生桿斷,除斷桿外其它抽油桿使用良好時(shí),僅更換斷桿,淘汰殘次品,保留絕大多數(shù)優(yōu)質(zhì)桿。
規(guī)范工具檢測(cè)頻次、內(nèi)容、手段及資料,把好三道關(guān),做到有標(biāo)準(zhǔn)、有數(shù)量、有針對(duì),實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制全過(guò)程管理,保證長(zhǎng)板技術(shù)的有效落實(shí)。
通過(guò)開展打造無(wú)短板長(zhǎng)壽井工作,勝利采油廠舉升技術(shù)水平得到不斷提高,舉升系統(tǒng)可靠性得到大幅提升,取得了良好效果。
1)躺井控制取得良好效果。躺井率由8.9%下降至2.1%,200 d以內(nèi)短命井由772口下降至147口,油井檢泵周期由387 d延長(zhǎng)至982 d,均為有史以來(lái)最高水平。
2)降低作業(yè)占產(chǎn)效果顯著。日維護(hù)作業(yè)占產(chǎn)由210 t下降到110 t,折合年減少作業(yè)占產(chǎn)3.6 × 104t。
3)作業(yè)費(fèi)用得到大幅壓減。維護(hù)作業(yè)工作量由1903口減少至1015口,作業(yè)費(fèi)用由27639萬(wàn)元降至17418萬(wàn)元。
打造無(wú)短板長(zhǎng)壽井通過(guò)正確決策、技術(shù)突破、認(rèn)識(shí)提升、精細(xì)管理、質(zhì)量控制等5個(gè)方面的工作開展,分別對(duì)油管、抽油泵、抽油桿、工況、井下工具等節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了短板變長(zhǎng)板的打造,有效改善了油井井下技術(shù)狀況,明顯降低了躺井率,延長(zhǎng)了油井生產(chǎn)周期,是當(dāng)前形勢(shì)下實(shí)現(xiàn)油田高效開發(fā)的有效技術(shù)手段。