延长抽油井检泵周期的技术措施及应用

摘 要：该文对抽油井常见的井眼轨迹复杂、举升系统管杆偏磨毁损严重[1]、井筒结蜡、地层出砂、生产参数不合理等问题，实行“分类分治”、“一井一策”理念，采取综合防治对策，通过在百口泉油田抽油井上的应用，近3年累计产生综合经济效益约2114万元，达到了“低投入、高回报”的效果。

关键词：抽油井 检泵周期 延长 综合防治 经济效益

中图分类号：TH38 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（c）-00-02

项目开展初期，为维护油井的正常生产，百口泉油田稀油区抽油井年检泵工作量约460井次，每年需要支付大额的工序劳务费用和消耗大量的井下材料，如何实现本油田低耗、高效开发，降低井下作业成本是关键。该文从影响油井检泵周期各类主要因素入手，实际操作过程中对单井分别实施有针对性的解决方案[2]，用以延长油井检泵周期，以达到油田“降本增效”的目的。统计2006-2008年检泵频次最高的40口油井207井次检泵情况，检泵原因分类如下（见表1）：

1 减缓举升系统管、杆磨损对策

1.1 井眼轨迹三维视图的应用

依据井斜角、方位角等静态测试数据，运用Origin软件绘制单井三维井眼轨迹视图（见图1），分析确定井筒“拐点”位置、“狗腿”井段，为制定扶正防磨优化措施提供直观、科学依据，对后续工作具有指导意义。

1.2 内衬抗磨耐腐油管的应用

据百口泉油田油井管、杆磨损部位分析，磨损严重井段大部分均集中于泵筒以上400 m区间以内；可利用HDPE管材优良的弹性、柔韧性、抗磨性等物理特性、耐H2S、CO2、酸、盐等化学稳定性和动摩擦因数、绝对粗糙度相对较低等特性[3]，用以改善管、杆磨损、腐蚀状况。

实施情况如下：⑴鉴于内衬油管较普通油管投资高，考虑只在磨损严重井段选择性配下，使用量大于偏磨井段100 m，内衬油管单井平均入井长度为506 m/口；⑵为减少投资，部分内衬油管选用本油田清洗修复油管来委托承揽方加工生产；⑶将内衬层耐温能力由80 ℃提高到110 ℃，并制定井下作业施工操作规范，解决了前期试用期间出现的补贴层空鼓、脱落现象；⑷累计应用95口井，用量约50000 m，可评价62口井，平均检泵周期由213 d增至334 d，延长了121 d。

1.3 井下生产杆（管）柱优化的应用

百口泉油田稀油区油井抽油杆材料选用钢制D级和H级，组合形式采用Φ19 mm+Φ22 mm二级杆柱组合，为减轻抽油杆纵横弯曲和失稳变形等因素的影响，采取了相应的措施。

实施情况如下：（1）运用OPRS和PEoffice优化抽油机井系统设计软件，依据长冲程、低冲次、高泵效的原则，对检泵井的杆组合比例进行优化，检泵井优化率100%；（2）部分井杆柱组合由二级改为三级，即Φ32 mm+Φ19 mm+Φ22 mm，减小抽油杆下行阻力的同时使杆柱中和点下移，达到降低杆柱交变应力变化幅度、减轻抽油杆柱失稳弯曲目的；（3）为减轻生产井上冲程过程中，下部油管柱在内压及轴压的作用下发生的正弦弯曲或螺旋失稳弯曲，考虑在管柱下部安装油管锚定器和加深尾管，来改善油管受力状况，达到减轻管、杆的磨损的目的，同时起到减小冲程损失和提高泵效的作用。

1.4 生产参数的合理调整

这里的生产参数主要是指抽油机的冲程、冲次、抽油泵入井深度、抽油泵排量选择等，它是地面与井内参数的一个结合体，生产参数不合理主要会对井内结构的稳定性会产生影响。

1.5 油管、抽油杆旋转装置的应用

应用抽油杆和油管旋转装置，变杆、管单侧磨损为周向均匀磨损，减缓杆管间偏磨。实施情况如下：（1）抽油杆旋转装置选用HLXZ多功能旋转式悬绳器，其架体连接在毛辫子绳冒上，抽油机上下冲程过程中，其上抽油杆自动旋转器将会运动，带动抽油杆柱做圆周旋转，旋转速度为2-3周/d；（2）油管旋转装置选用FX-FMJK防偏磨井口，通过顺时针旋转其上蜗杆可使井内管柱顺时针旋转，旋转速度为当蜗杆旋转41周时管柱旋转1周；（3）多功能旋转式悬绳器应用20口井，防偏磨井口装置应用1口井。经现场察看，杆、管由单侧偏磨转向周向均匀磨损情况如下（见图2）。

2 降低井况复杂因素影响对策

2.1 提高油井清防蜡效率措施的应用

百口泉油田的清蜡工艺是以热洗清蜡为主，化学清防蜡、微生物清防蜡为辅，热洗清蜡井清蜡制度的制定，主要是依据油井的产液量和含水率制定，然后根据油井的生产和检泵的具体情况再不断进行优化调整。清蜡制度的制定方法不太科学，针对性不强[4]。

实施情况如下：（1）通过取样测试，各主力采油层位含蜡量为4.7～6.0%，析蜡点温度为13.1～23.0 ℃，结蜡深度为200.0～1300.0 m；（2）统计2009年3月―2010年4月期间314口检泵井的清防蜡方式，对166口有固定热洗清蜡周期的油井的清蜡效果进行了分析，根据油井结蜡深度、产液量、含水率等条件调整了其中95口井的清防蜡方式；（3）对现行的化学清防蜡井的产液量、含水率、沉没度分类，并进行了清防蜡效果跟踪评价，明确了化学清防蜡工艺比较适用于本区产量在10 d/t的中低含水油井的技术界限；⑷采用机械方式清蜡和开展新工艺防蜡实验。具体做法如下：一是采用尼龙刮蜡杆进行刮蜡，同时尼龙刮蜡杆还具有自身扶正能力；二是引进应用新技术以降低井筒结蜡对抽油井正常生产的影响，如12口井管柱底部安装机械解堵采油器，以降低近井地带油层堵塞影响、8口井抽油泵下部安装高效防蜡阻垢装置，以减轻结蜡和结垢产生的影响。

2.2 防砂措施的应用

百口泉油田出砂井主要分布于检188井区和百21井区克上组油藏，出砂类型一般为细粉砂及泥质细粉砂，出砂时间一般为开发8-9年以后，更新井一般当年开发当年出砂。以检188井区克上组油井为例，报废井30口中，因出砂原因导致的有13口，占总报废井数的43.3%。实施情况如下：（1）选用激光割缝筛管和防砂泵进行机械挡砂；（2）确定合理的生产工作制度，避免生产压差过大或采油速度过快诱发地层出砂；（3）共选取了6口油井进行防治，治理后生产正常。

3 减少抽油泵故障措施的应用

分析百口泉油田稀油区抽油井使用常规整筒管式泵的出油阀罩断裂故障情况发现，2008年期间上出油阀罩断80口井，占全年总检泵井次的17.7%；2009年期间上出油阀罩断97口井，占全年总检泵井次的21.3%。因此2010年针对上述情况作了相关研究和技术改进。实施情况如下：（1）通过对多个断裂口分析，断裂原因主要归纳为磨损断裂、腐蚀断裂和疲劳断裂三种情况，约占比例分别为70%、25%，5%；（2）对现用抽油泵进行局部改进，具体做法有如下两点：一是用闭式阀罩取代上出油开式阀罩，另外设计一个出油接头连接抽油杆，即由原来的“一开一闭”2个出油阀改进为“2个闭式阀和一个出油接头”结构，解决了常规抽油泵出油阀罩易断问题，延长了抽油泵使用寿命；二是对产出液腐蚀严重的油井，改用高强度不锈钢阀罩的抽油泵，增强薄弱环节材料的抗腐蚀能力。

4 综合应用效果

检泵周期的延长，直接体现于检泵工作量减少，间接体现于减少井下材料消耗、延长油井正常生产时率等方面。（1）就检泵井占生产抽油井总数的比例而言，近3年累计减少检泵作业约171井次，检泵工作量年平均降低11%，直接减少检泵作业费用约537万元；（2）减少入井材料的订购、维护费用约1400万元；（3）减少井下作业占产时间约513天，产生效益约177万元。近3年累计产生综合经济效益约2114万元。

5 结语

抽油井检泵周期的长短受到多种因素的影响，这就要求我们在技术措施应用上需遵循综合防治的原则，同时抓住几个较为主要的矛盾作为切入点。另从现场情况看，影响抽油井检泵周期的主要因素会“此消彼长”，因此应加强对施工井的现场监控，准确掌握单井情况，有利于及时采取或调整更为有效的技术措施。

参考文献

[1] 张安德.抽油机偏磨井杆柱受力及偏磨原因的探讨[J].石油钻探技术，2004，32（6）：38-40.

[2] 万仁溥，罗英俊，张学斌.采油技术手册[M]，北京：石油工业出版社，1991.

[3] 王海文.HDPE 内衬油管防治抽油机井杆管偏磨研究[J].石油矿场机械，2008，37（2）：74-77.

[4] 薛世君.油井结蜡机理与清防蜡技术的配套应用[M].内蒙古石油化工，2010，20：106-108.

[5] 胡博仲.对螺杆泵举升工艺技术配套的探讨[J].大庆石油地质与开发，1995，14（2）：34-37.