一、商河油田油井現(xiàn)狀
商河油田是臨盤采油廠地質(zhì)情況比較復(fù)雜的多斷塊油田, 現(xiàn)已有50年的開發(fā)歷史,進(jìn)入油田開發(fā)中后期的油井,含水升高、結(jié)蠟腐蝕、管桿偏磨等問題日益凸顯,其中管桿偏磨問題尤為突出。
油井管桿偏磨將直接導(dǎo)致井內(nèi)油管、抽油桿嚴(yán)重?fù)p傷,油井檢泵周期縮短,嚴(yán)重情況下或發(fā)生管桿斷裂落井,使作業(yè)施工難度增加,對(duì)原油產(chǎn)量造成直接影響,經(jīng)濟(jì)損失較大,當(dāng)前,油井偏磨已經(jīng)成為影響油田正常生產(chǎn)的主要因素之一。
二、商河油田管桿偏磨主要原因分析
(一)井斜對(duì)偏磨的影響
商河油田主油區(qū)位于山東省濟(jì)南市商河縣境內(nèi),構(gòu)造上位于濟(jì)陽坳陷惠民凹陷西部,自北向南被三條近東西向的三級(jí)斷層所控制,形成四個(gè)向南階下掉的斷階,分別為商一區(qū)、商二區(qū)、商三區(qū)和商四區(qū)。由于周邊環(huán)境復(fù)雜,鉆井確定井位受到限制,加之地層復(fù)雜多斷塊,生產(chǎn)井多半是斜井,井斜形成“拐點(diǎn)”,使油管桿產(chǎn)生彎曲。在“拐點(diǎn)”處,抽油桿易與油管產(chǎn)生摩擦,嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致抽油桿斷脫,造成油井停產(chǎn)。
(二)“失穩(wěn)”對(duì)偏磨的影響
在生產(chǎn)過程中,抽油桿由于受到慣性載荷、振動(dòng)載荷和交變載荷,發(fā)生彎曲變形的現(xiàn)象叫做“失穩(wěn)”。桿柱“失穩(wěn)”容易造成抽油桿疲勞斷脫。尤其沖次較大的抽油井比較明顯。據(jù)統(tǒng)計(jì)對(duì)比,商河油田2018年以來,需調(diào)參“失穩(wěn)”井?dāng)?shù)目不減,下調(diào)參油井累計(jì)530井次,累計(jì)原日油為745.8t;僅僅2020年,需下調(diào)參井累計(jì)178井次,累計(jì)原日油為254.1t。
(三)介質(zhì)腐蝕對(duì)偏磨的影響
商河油田正處于綜合含水上升期,油井腐蝕程度日趨嚴(yán)重。當(dāng)油井產(chǎn)出液含水大于74.02%時(shí),產(chǎn)出液換相,由油包水型轉(zhuǎn)換為水包油型,于是,管桿表面失去了原油的保護(hù)作用,產(chǎn)出水直接接觸抽油桿和油管,腐蝕速度增大,從而導(dǎo)致摩擦的潤(rùn)滑劑由原油變?yōu)楫a(chǎn)出水,失去原油的潤(rùn)滑作用,抽油桿和油管內(nèi)壁磨損速度加快,磨損嚴(yán)重。商河油田個(gè)別區(qū)塊產(chǎn)出水具有以下特點(diǎn):即礦化度高(7000-26000mg/L),含有大量的氯離子、二氧化碳和硫化氫等;水溫高,一般為60-100℃以上;PH值低,在6.5左右,顯弱酸性。這種水質(zhì)容易對(duì)管桿產(chǎn)生氫脆腐蝕。然而,偏磨和腐蝕并不是簡(jiǎn)單的疊加,而是相互作用、相互促進(jìn),二者結(jié)合具有更大的破壞性。
三、商河油田管桿偏磨防治現(xiàn)狀
(一)旋轉(zhuǎn)井口的使用。旋轉(zhuǎn)井口能讓井內(nèi)油管整體呈一定角度的旋轉(zhuǎn),避免管桿在一個(gè)點(diǎn)上摩擦,實(shí)現(xiàn)均勻磨損,降低了管桿單向偏磨的嚴(yán)重性,進(jìn)而延長(zhǎng)檢泵周期。
(二)加緩蝕劑防腐。其機(jī)理是通過緩蝕劑加入到產(chǎn)出介質(zhì)中,與金屬本體形成一種致密薄膜,使金屬本體與腐蝕介質(zhì)隔離開來,達(dá)到保護(hù)金屬,防止腐蝕,減少偏磨的的目的。
(三)抽油桿柱優(yōu)化。一是扶正器防偏磨;在抽油井偏磨嚴(yán)重的井段合理添加碳纖維抽油桿扶正器,該扶正器以尼龍接箍式扶正器為主,使用少量的碳纖維新型材料,可有效避免抽油桿對(duì)油管的偏磨,節(jié)省管桿材料費(fèi),克服以往易斷脫的現(xiàn)象,延長(zhǎng)油井的生產(chǎn)周期。二是采用連續(xù)抽油桿技術(shù):連續(xù)抽油桿比普通抽油桿更好實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)沖程和低沖次的平穩(wěn)抽汲,可大幅減少由于接頭松動(dòng)、腐蝕和磨損等導(dǎo)致管桿斷脫、偏磨的現(xiàn)象,有效延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。
(四)優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)。在不影響液量的情況下,對(duì)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,優(yōu)先采用大泵徑、長(zhǎng)沖程、低沖次,以降低管桿的慣性載荷、振動(dòng)載荷和交變載荷,達(dá)到減緩偏磨目的。
(五)優(yōu)化管桿組合。在活塞以上、中和點(diǎn)以下配套部分加重桿或耐磨副,調(diào)整抽油桿柱中和點(diǎn)下移,改善桿柱受力結(jié)構(gòu),減少?gòu)澢?。在偏磨段,選用3寸以上油管、22mm或19mm抽油桿,加大管桿間隙。對(duì)于偏磨腐蝕較嚴(yán)重的油井,優(yōu)先采用內(nèi)襯油管和納米防腐油管,配合使用抗磨抽油桿接箍,降低管桿偏磨腐蝕的程度,延長(zhǎng)檢泵周期。
以上是商河油田目前主要的防治措施,其中以采用耐磨防腐管桿和扶正器等消耗性材料為主,加大了采油成本的輸出。受成本效益評(píng)價(jià)限制,不能保證每口偏磨井都能采用防偏磨管桿,這就需要提出新的防治方法來緩解成本壓力。
四、對(duì)商河油田抽油桿偏磨防治的建議
(一)淺泵組雙凡爾管柱結(jié)構(gòu)
針對(duì)商河油田個(gè)別區(qū)塊地層供液不足,套管液面低的特點(diǎn),優(yōu)化選擇管柱組合,建議使用“淺泵組雙凡爾管柱結(jié)構(gòu)”。優(yōu)點(diǎn)如下:
1.減少完井泵深,加大完井管柱組合中的尾管長(zhǎng)度,繼而減小有桿泵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的管桿擺動(dòng),減輕偏磨;在完井管柱組合中下入油管錨,既起到固定管柱,減少管桿擺動(dòng)的作用,同時(shí)也做到支撐油管,懸吊泵下尾管,減少有桿泵受承的拉力,有效保護(hù)有桿泵組;
2.完井管柱組合中,抽油桿的需求長(zhǎng)度減少,可有效節(jié)約使用管桿的成本,降低作業(yè)過程中起下管桿的油料消耗和偏磨修復(fù)費(fèi)用;
3.該管柱結(jié)構(gòu)采用尾管下雙凡爾方式,減小有桿泵生產(chǎn)過程中對(duì)套管液面高度的要求,如其中一個(gè)凡爾有輕微損壞時(shí),可以視作業(yè)運(yùn)行及躺井情況確定是否進(jìn)行帶產(chǎn)作業(yè),不影響生產(chǎn)調(diào)度的正常運(yùn)行;
4.減少抽油機(jī)生產(chǎn)做功,降低機(jī)組功率消耗,從而減少電量消耗和設(shè)備損壞的更換費(fèi)用。
(二)閉式管柱結(jié)構(gòu)
針對(duì)商河油田油井含水率上升等一系列原因,導(dǎo)致油井生產(chǎn)時(shí)油管漏失以及管桿偏磨嚴(yán)重的問題,建議使用“閉式管柱結(jié)構(gòu)”。優(yōu)點(diǎn)如下:
1.在有桿泵底部連接封隔器,起到固定油管作用,避免油管在油井生產(chǎn)過程中產(chǎn)生擺動(dòng),同時(shí)可以支撐油管,減少上部油管受到的懸重拉力;
2.生產(chǎn)過程中,當(dāng)泵上油管產(chǎn)生砂眼或者裂縫,采出液填滿套管與油管的環(huán)形空間,有桿泵仍可正常工作,不影響油井的正常生產(chǎn)。該管柱結(jié)構(gòu)對(duì)封隔器以上套管完好性要求較高,所以,該結(jié)構(gòu)也可以為檢驗(yàn)封隔器以上套管是否出現(xiàn)問題提供參考依據(jù);
3.在有桿泵以上設(shè)計(jì)連接了篩管,可以減少油井正常生產(chǎn)時(shí)壓差過大對(duì)油管產(chǎn)生的損傷,也為油井例行保養(yǎng)和洗井防蠟提供了條件;
4.有桿泵以上油管可使用抗磨油管,能夠有效避免偏磨導(dǎo)致檢泵作業(yè),降低成本消耗。
五、總結(jié)
統(tǒng)計(jì)分析商河油田油井偏磨現(xiàn)狀,偏磨的主要原因包括井斜、管柱“失穩(wěn)”和介質(zhì)腐蝕,目前主要的偏磨治理措施為優(yōu)化管柱組合、調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)和使用抗磨管桿、碳纖維扶正器等消耗材料。本著降本增效的目的,針對(duì)商河油田偏磨治理提出了兩種新式完井管柱結(jié)構(gòu),能在一定程度上減緩管桿偏磨,提高檢泵周期,減少采油成本輸出。
作者簡(jiǎn)介:石艷紅(1985-?),女,漢族,山東濟(jì)南人。主要研究方向:油水井作業(yè)方案優(yōu)化。
(勝利油田德利實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司?山東?德州?251507)