杜 勇，邹 群，龚雪峰，李积祥，滑立新

（中国石化胜利油田分公司桩西采油厂，山东东营 257237）

大斜度井偏磨治理技术在桩西油田的应用

杜 勇，邹 群，龚雪峰，李积祥，滑立新

（中国石化胜利油田分公司桩西采油厂，山东东营 257237）

近几年桩西油田大斜度井数量增加较快，但开发过程中大斜度井杆管偏磨严重，为此开展了偏磨治理技术研究应用，通过应用小泵深抽井、大泵提海井、常规排量井防偏磨技术及配套工艺钻井，偏磨治理效果明显。

大斜度井；偏磨治理；桩西油田

为提高开发效果，桩西油田近几年大斜度井，水平井数量不断增加。从近5年的桩西采油厂的油井统计情况来看，2005年水平井由42口增加到2010年81口，增加了39口；斜井由193口增加到413口，增加了220口；侧钻井由11口增加到20口，增加了9口，增加幅度较大。在有杆机械采油过程中，时常会发生抽油杆与油管的相互接触磨损，造成杆断、杆脱、管漏等事故，并随着斜井、侧钻井的逐年增多，偏磨现象越来越严重。

1 偏磨治理技术

针对有杆泵采油出现的偏磨问题，国内的防偏磨技术可分为三大类［1-5］：一类是转移偏磨点的技术，主要是加扶正器，把抽油杆柱上的偏磨点转移到扶正器上；二是实现均匀磨损的技术，主要是采用旋转抽油杆和旋转油管装置等；三是降低杆柱偏磨速度的技术，主要是采用经表面处理的油管、抽油杆和耐磨接箍以及缓蚀剂技术。桩西采油厂结合现场实际情况，经过多年室内研究和现场试验，形成了一系列的防偏磨技术系列。

1.1 小泵深抽井防偏磨技术

桩西采油厂小泵深抽井在桩西、长堤、五号桩和老河口油田均有分布，其中长堤和五号桩井数较多。造成小泵深抽井抽油杆偏磨的原因除了局部井斜之外，主要原因是抽油杆柱较长，在下行时失稳弯曲，造成抽油杆与油管偏磨，并且油井在低沉没度下运行会明显降低杆管偏磨的临界轴向力。同时当油井产出液含水大于74%时，产出液由油包水型换为水包油型，杆管表面也由亲油性变为亲水性，杆管表面失去了原有的润滑作用，杆管磨损加剧。

对深抽井主要采取了以下两种防偏磨措施：①对未超过D级杆理论下入深度的桩52、74、89块深抽直井采取“杆柱扶正、配合油管锚定和底部加重技术”减轻弹性弯曲造成的管杆偏磨。②对超过D级杆理论下入深度油井和偏磨严重、屡次断脱井，应用“连续杆、高强度杆”，提高杆自身强度，同时采用油管锚锚定、抽油杆扶正等措施，避免油管受压弯曲。

1.2 大泵提液井防偏磨技术

桩西采油厂大泵提液主要分布在桩1块和老河口地区，该地区油井地层能量充足，主要是通过大泵生产来提高油井产量，平均油井泵深600 m。造成大泵抽油井的杆管偏磨的主要因素是，油井排量较大，上、下冲程载荷差异明显，抽油杆受力不均衡，轴向应力失稳弯曲，从而在油管内壁摩擦；同时，桩西地区大泵生产油井一般含水较高，矿化度较高，容易给抽油杆造成腐蚀，进一步加剧杆管偏磨。

对大泵主要采取防偏磨措施为：在桩1、桩106块等供液较好的大泵提液浅井，采取底部杆柱加重技术减轻杆下行阻力，减少振动载荷影响；对腐蚀造成偏磨加重的油井采用“DSW合金抽油杆＋碳锆涂层防偏磨油管”、“镀渗钨合金油管＋耐磨接箍”、“连续杆＋碳锆涂层防偏磨油管”等方式，减少管杆偏磨速度。

1.3 常规排量油井的防偏磨技术

常规排量油井的杆管偏磨主要因素有：①机械磨损：由于井身质量原因（井斜、挠曲）以及抽油杆在轴向载荷作用下的弯曲，抽油杆与油管直接接触，在抽油杆上、下往复运动过程中产生机械磨损。②磨料磨损：油管内的流体含有不同性质的岩屑，这些岩屑的存在使得抽油杆与油管之间的磨损成为磨料磨损。③化学腐蚀：井眼中的流体往往含有H2S、Cl-、CO2和细菌等，对油管和抽油杆有化学腐蚀作用。

对于此类油井，按照井斜进行分类治理：

（1）井斜在45°～55°的一般斜井，通过诊断软件进行杆柱受力分析，计算井下抽油杆柱不同深度处的摩擦阻力，确定主要摩擦段，通过斜井优化设计优选油井参数、杆柱组合和扶正器的位置。主要是在配套斜井泵的基础上，2006年至2010年推广应用双向保护接箍、尼龙扶正器，配套调弯防脱扶正器173井次，4667个，平均提高油井免修期94天。

（2）井斜在55°～65°的大斜度井，受井深轨迹影响较大，常规的扶正器已无法满足杆管偏磨的要求，应用抗磨副，摩擦杆在随抽油杆柱上下往复运动中与滑套形成摩擦副，将抽油杆与油管之间的摩擦转变为抗磨副的滑套和摩擦杆之间的摩擦，从根本上改善杆管磨损。因此，该类油井采用“抗磨副＋斜井泵”，配套调弯防脱扶正器，减少管杆偏磨。在2006年至2010年，共应用抗磨副等配套工具157井次，使用抗磨副38 168 m，平均免修期由措施前的342天延长到415天，平均延长73天。

（3）井斜在65°以上的超大斜度井，主要存在于新产能块老168井区，井身轨迹复杂，造斜点浅、稳斜段角度大。老168块泵深处井斜超过55°的油井采用“内衬油管＋斜井泵“，减少管杆偏磨。内衬耐磨防腐油管是在标准外加厚油管内壁增加一层以高密度聚乙烯为基体的高分子材料制成的内衬，HDPE内衬材料与钢的滑动摩擦系数是0.16～0.23，比钢对钢的摩擦系数降低近1／2。2009～2010年，共使用内衬耐磨防腐油管9 233 m，应用12井次，目前已平均服役161天，最长286天，单井抽油杆实现平均抽汲频次56.21万次，最高114万次。

2 配套防腐技术

桩西采油厂在进行偏磨治理的同时，也配套了相关的技术，进一步减缓油井偏磨，主要是针对防腐的配套技术。

（1）应用阴极保护器防腐。通过在泵下尾管上接阴极保护器的方式，利用“牺牲阳极的阴极保护”原理保护抽油泵底部及油管，减少腐蚀现象。2005年至2010年共应用油管阴极保护器73井次，延长平均检泵周期227天。

（2）应用缓蚀剂防腐。缓蚀剂成份为咪唑啉季铵盐，属吸附型缓蚀剂，易覆盖于金属表面，阻滞溶解氧到达金属表面，同时阻滞阴极和阳极腐蚀产物OH-、Fe2＋向外扩散，对易腐蚀的碳钢表面能起到保护作用。现场应用中，主要通过从套管、油管添加及作业过程中涂抹油管接箍等方式使用缓蚀剂防腐。2010年共应用8井次，其中4井次水井，4井次油井，效果尚待观察。

（3）应用防腐蚀抽油泵。防腐抽油泵结构坚固，其阀球、阀座用料为硬质合金，泵筒为45镀镍，镀层厚度大于0.033 mm。防腐抽油泵采用特殊的工艺及材料，耐腐蚀性能增强，适用于腐蚀性较强的油井。防腐泵泵径设计为φ38mm至φ70 mm，基本满足生产需要。2010年应用2井次，效果尚待观察。

3 结论及建议

在桩西油区现场对几种抽油井防偏磨方法应用对比分析表明：

（1）抽油杆尼龙扶正器、抗磨防腐接箍、抗磨副、加重杆、光杆密封器、抽油杆旋转器都不能从根本上彻底解决管杆偏磨问题，但能适当延缓管杆偏磨，延长油管、抽油杆使用寿命，在目前抽油井占绝大多数的情况下，仍应继续使用，如能配套使用，充分利用各工具的优点，效果将更好。

（2）钢质连续抽油杆强度大，可靠性高，能满足深抽要求，同时由于连续杆无接箍，大大减少杆管偏磨影响，但是目前主要集中在深抽油井中，可以逐步尝试在大斜度井中推广使用。

（3）对于供液好的抽油井，也可采用电潜泵、螺杆泵等来彻底解决抽油泵管杆偏磨问题，但选井条件较为苛刻，一次性成本投入也较高。

［1］ 常瑞清.抽油机井管杆偏磨机理分析［J］.油气田地面工程，2003，（5）：45-47.

［2］ 郑岩，扬荣建，刘斌，等.文留油田有杆泵井防偏磨、防腐蚀技术的应用与效果［J］.内蒙古石油化工，2003，（3）：144-147.

［3］ 王怀明，武继辉，陈新民，等.抽油机井杆管偏磨机理与治理技术［J］.西南石油学院学报，2006，28（5）：99-101.

［4］ 靳从起，吕树章，韩应胜.抽油机井偏磨腐蚀机理及防治对策［J］.石油矿场机械，1999，28（5）：15-19

［5］ 李章亚.油气田腐蚀与防护技术手册［M］.北京：石油工业出版社，1996：120-130.

With the quickly increased number of highly deviated wells in Zhuangxi oilfield，the wear of rod string and tubing in pump well is continuously becoming serious.In this case，the study of eccentric wear has been put into practice.Through anti-eccentrically worn technology and matching drilling technology including depth-dumping well and other wells，obvious eccentric wear effect has been achieved.

128 Application of eccentric wear of highly deviated well in Zhuangxi oilfield

Du Yong et al（Zhuangxi Production Plant of Shengli Oilfield Branch Company，Sinopec，Dongying，Shandong 257237）

highly deviated well；eccentric wear；Zhuangxi oilfield

TE357

A

1673-8217（2011）06-0128-02

2011-07-08

杜勇，高级工程师，1970年生，在读博士生，现从事油气田开发方面的技术研究和管理工作。

李金华