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浅析浅层水平井举升技术的探讨

2015-05-30肖冬冬

关键词:辽河油田工艺技术水平井

摘 要:辽河油田在开发过程中,地质条件复杂,受储层埋藏深度的限制,存在浅层水平井。小井眼普遍存在,这就给后期下泵,油井举升带来了新的难题。针对这种小井眼,我们采用了有杆泵的抽油机,井下下螺杆泵这套油井举升技术,但是实施过程中也需要解决井卡、举升效率的问题。

关键词:辽河油田;水平井;举升;开发效果;工艺技术

1 浅析浅层水平井开采的工艺难点分析

1.1 由于小井眼的存在,给下泵带来了困难,必须优化参数,保证顺利下入,还要考虑后期的正常生产。无论采取何种举升方式,举升设备下到斜井段已在所难免,下泵对应井斜角达60°以上,狗腿度达到10°/30m以上,保证生产长期稳定性,必须采取有效的防磨技术措施,这也是这类井举升设计与应用的核心内容。

1.2 从经济效益出发,产量不高,必须选择合理的举升方式。也给举升选择带来了难题,投入高的举升方式也收到了限制。在目前产量背景条件下虽然电潜泵等具有举升的优势,但是由于投入的限制也只能选择别的方式,这种井必须通过深抽,加大泵深才能提高泵效,这势必带来了新的难题。由于小井眼的存在,加上高井斜部位,首先要考虑偏磨和油井的正常生产。所以优化举升方案的设计和避免偏磨是重点考虑的问题。

1.3 辽河油田油井多处于保护区和市区内,安全环保形势严峻,征地难度大,我们考虑油井投产选用较小的设备。易维护、噪音小、免修期长的举升工艺。

2 浅层定向井螺杆泵举升实践

浅层定向井抽油机举升试验表明,虽然该种举升方式能够维持油井的生产,但受该种举升过程杆管的往复式直线运动规律的影响,也存在着较大的不适应性。

2.1 采取的主要防磨措施

在设计上本着“长冲程、慢冲次的基本原则;考虑管杆旋转器,油井生产时能够在井筒内旋转,在接触面和井斜位置改变偏磨时间和程度,提高管杆寿命延长油井检泵周期。延长管杆偏磨主要考虑三个方面:一是通过提高抽油杆的强度,避免因抽油杆弯曲变形带来的偏磨。二是通过优化设计。根据历次作业进行分析,找出偏磨点。对偏磨严重的点加扶正器优化设计,偏磨严重的地方,提高管杆强度,定期改变偏磨位置。生产参数不合理,冲次过高,是造成抽油机井偏磨检泵率高的一个重要因素。合理优化抽油参数,是降低抽油机井偏磨检泵率的有效保障。三是采取必要的扶正设计,以具体的井身结构出发,在分析杆管间受力与摩损程度的前提下进行扶正器加法的设计工作。

2.2 下泵对应井斜:浅层定向井为20-30度;浅层水平井为60-70度。狗腿度:浅层定向井为5-8度/30米;浅层水平井为 10-15度/30米。水平井运行安全稳定性、符合作业要求。结合前期举升工艺技术应用实践与认识,提出了减阻、扶正和防磨为主的有杆泵举升技术对策。减阻,即如何有效减少杆的运行阻力,这在螺杆泵定向井举升试验中已得到较好解决,把杆的上下往复运动变为径向的旋转运动,这种情况下是如何优化运行参数,降低举升摩阻,这方面对螺杆泵举升的影响较小。扶正与防磨,则是在这种特定井眼条件下的关键。它们之间互为因果,扶正的目的是为更好解决杆管间偏磨问题。扶正包括泵体的扶正、杆管的扶正,其核心内容是如何采取有效措施,降低杆管间偏磨。

2.3 磨损原因及程度影响因素分析

我们知道管杆的光滑程度越大,磨擦系数就会变小。油井在生产过程中摩擦力变小,管杆磨损程度变轻。管杆设计过程中,管杆的光滑程度也是首先要考虑的问题。所以必须探索新型的材料,提高管杆的光滑程度。另外管杆接触面接触压力也是影响偏磨的一个重要因素。随着接触压力的增大,在磨擦系数一定的条件下,随着接触压力增大,油井在生产过程中管杆的摩擦力就会增大,导致偏磨严重。在设计过程中,从降低管杆间接触压力入手,减轻管杆的偏磨程度。管杆在运行过程中,运行频率越快,接触面就会偏磨严重。油井在生产过程中采用合理的冲次,产量低的油井可以考虑间开措施。接触的不均衡导致受力的不均衡,使得偏磨加剧 。

3 浅层水平井举升的防磨做法

3.1 提高管杆接触面的光滑面的程度,减小偏磨系数,减小摩擦力,优选新型强度大、表面耐磨光滑材料。实施过程中发现效果好的是玻璃衬管、聚乙烯材料、特殊钢材等。这些与普通钢材相比具有摩擦力小,表面光滑、摩擦系数小的优点。从经济效益出发,玻璃衬管其摩擦系数是普通钢的一半还少,在管杆运行过程中,有效的延长了管杆的偏磨周期。为降低杆管间摩损、降低井筒流动阻力创造了条件。

3.2 在生产液量一定的油井。选用较大排量的泵,降低油井冲次,减少偏磨频率,达到降低磨损的目的。在泵的选择上优选泵漏失小的作为首选。

3.3 杆管间通过建立分隔面,减缓因为接触压力过大,带来的偏磨,优选扶正器类型,增强其耐磨性能。增加杆管间空间,降低杆变形程度。采用尼龙杆体浇注式扶正器和碳纤维接箍扶正器结合使用。

3.4 改善杆管间运行情况。在设计过程中从小井眼的轨迹为出发点,通过历次作业分析,建立油井措施档案,找出管杆的偏磨位置,通过加扶正器进行合理的优化设计,扶正器的定点、多点设计,改变油井的偏磨位置。同时针对下泵所对应的井斜情况,对泵体及附近油管扶正。 通过杆管间压力及磨损程度分析表明,在狗腿度变化较大的200-300米井段内,杆管间压力及磨损程度处于高峰值区。扶正器所进行设计结果表明,这段也正是扶正相对加密的区域,同时也说明对于扶正器的设计具有较强的针对性。

4 结束语

对于小井眼举升的设计与现场实施,减阻、扶正和防磨是这类井举升核心内容。在抽油机井管理方法上不断创新,推行了分类控制管理法,使抽油机井杆、管偏磨率不断下降。

参考文献:

[1]周长虹.钻井工艺技术研究[J].科技与企业,2012(03).

作者简介:肖冬冬(1991.1-),男,山东威海,2013年毕业于中国地质大学(武汉)石油工程专业,本科,地质技术员,助理工程师,现从事稠油采油开发技术研究工作。

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