抽油機(jī)井管桿偏磨腐蝕原因分析與治理措施

1、抽油機(jī)井管桿偏磨腐蝕原因分析與治理措施 抽油機(jī)井管桿偏磨腐蝕原因分析與治理措施 摘要： 勝利油田存在管桿偏磨、腐蝕嚴(yán)重的油井有25003000口，占抽油機(jī)井?dāng)?shù)的25%左右。且隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，老油田綜合含水逐漸上升，抽油井偏磨、腐蝕等情況不斷加劇。本文對(duì)形成偏磨腐蝕的多種因素進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析，并對(duì)治理效果進(jìn)行了分析。 關(guān)鍵詞： 抽油桿 偏磨 腐蝕 治理 0 引言 勝利油田等全國(guó)各大油田的油井約80%使用抽油機(jī)機(jī)械采油技術(shù)，存在管桿偏磨嚴(yán)重的油井有25003000口，占抽油機(jī)井?dāng)?shù)的25%左右。偏磨腐蝕而造成油井檢泵作業(yè)的工作量約占全年抽油機(jī)井檢泵作業(yè)工作量總和的一半，管、桿的使用壽命也

2、因偏磨腐蝕而縮短了50%60%。因此，探索應(yīng)用新技術(shù)、新工藝減少偏磨腐蝕，是提高采油開(kāi)發(fā)效益的重要措施。 1 抽油機(jī)井管桿偏磨腐蝕影響因素 1.1井斜 自然井斜，從垂直來(lái)看，井筒是一條彎曲旋扭的線條，油井井深超過(guò)600m800m一般會(huì)出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象。隨著鉆井技術(shù)的開(kāi)展和油田開(kāi)發(fā)需要，定向斜井不斷增多。地層蠕變?cè)斐商坠茏冃?，使井段出現(xiàn)彎曲變形，地層蠕變嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致油井報(bào)廢。 在抽油機(jī)井生產(chǎn)時(shí)，抽油桿的綜合拉力F或綜合重力產(chǎn)生了一個(gè)水平分力，在水平分力的作用下，油管和抽油桿接觸產(chǎn)生摩擦。在彎曲度較小的地方，油管內(nèi)壁和抽油桿接箍產(chǎn)生摩擦，油管偏磨面積較大，磨損較輕。而彎曲度越大的地方，不僅油管內(nèi)壁與抽

3、油桿接箍產(chǎn)生摩擦，油管內(nèi)壁與抽油桿桿體也產(chǎn)生摩擦，油管偏磨面積較小，磨損較嚴(yán)重。 1.2油井生產(chǎn)參數(shù) 在偏磨腐蝕的油井中，沖程短、沖次高時(shí)，偏磨的部位相對(duì)較小，偏磨次數(shù)頻繁，磨損較嚴(yán)重，破壞力大。許多抽油機(jī)井的沖程為3m，沖數(shù)為6次/min，磨損較嚴(yán)重。 1.3產(chǎn)出液介質(zhì) 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。也就是說(shuō)，管、桿外表失去了原油的保護(hù)作用，產(chǎn)出水直接接觸金屬，腐蝕速度增加。摩擦的潤(rùn)滑劑由原油變?yōu)楫a(chǎn)出水，由于失去原油的潤(rùn)滑作用，油管內(nèi)壁和抽油桿磨損速度加快，磨損嚴(yán)重。 產(chǎn)出液中CO2含量越高，產(chǎn)生的H+越多，pH值越低，產(chǎn)出液酸性越明顯，腐蝕性越強(qiáng)。

4、產(chǎn)出液中H2S與Fe反響生成FeS，而H+對(duì)油管和抽油桿產(chǎn)生氫脆腐蝕。由于PH值低，H+多，而產(chǎn)出液含CI-高，化學(xué)平衡為H+Cl-HCI，從而形成了具有鹽酸強(qiáng)腐蝕性的體系。 1.4 偏磨和腐蝕相互作用 管、桿偏磨使管、桿偏磨外表產(chǎn)生熱能，從而使管、桿外表鐵分子活化，而產(chǎn)出液具有強(qiáng)腐蝕性，使偏磨處優(yōu)先被腐蝕。由于腐蝕，使管、桿偏磨外表更粗糙，從而磨損更嚴(yán)重。偏磨和腐蝕并非簡(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。 1.5縫隙和沖蝕 產(chǎn)出液含水較高及產(chǎn)出液的強(qiáng)腐蝕性，使油管、抽油桿螺紋聯(lián)接處產(chǎn)生縫隙腐蝕；另外，產(chǎn)出液對(duì)油管公螺紋外緣的沖刷作用，再加上產(chǎn)出液的強(qiáng)腐蝕性，發(fā)生沖蝕

5、，易使油管公螺紋老化。油管螺紋聯(lián)接處在偏磨腐蝕、縫隙腐蝕和沖蝕的綜合作用下，易使該處產(chǎn)生油管斷脫、刺漏。 1.6 管桿材質(zhì) 管桿材質(zhì)及表層涂料的強(qiáng)度和耐蝕性不同，管桿耐腐蝕性和壽命不一樣。抽油機(jī)井抽油循環(huán)過(guò)程中油管彈性收縮彎曲，底部抽油桿受壓失穩(wěn)。下沖程時(shí)，液柱載荷由抽油桿轉(zhuǎn)移到油管上，抽油桿卸載發(fā)生彈性收縮產(chǎn)生螺旋彎曲。 2 管桿偏磨腐蝕治理措施 針對(duì)孤一油藏經(jīng)營(yíng)管理區(qū)油井偏磨腐蝕的特點(diǎn)，根據(jù)“防、治相結(jié)合的原那么，對(duì)偏磨腐蝕的油井應(yīng)采取一系列的新工藝、新技術(shù)。 2.1加緩蝕劑 加緩蝕劑是解決油井井筒和地面集輸系統(tǒng)腐蝕的一種常用、有效方法。其原理是通過(guò)緩蝕劑參加到產(chǎn)出介質(zhì)中，在金屬外表形成一

6、種致密薄膜，使金屬本體與腐蝕介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)，以到達(dá)保護(hù)金屬、防止腐蝕的目的。另外，通過(guò)油井緩蝕劑在油管內(nèi)壁形成的保護(hù)油膜，起到潤(rùn)滑作用，到達(dá)減少磨損的目的。 2.2 加長(zhǎng)尾管和管柱錨定 加長(zhǎng)尾管僅能減輕管柱彈性彎曲。管柱錨定又有機(jī)械預(yù)張力錨定，液壓張力錨定，支撐式錨定三種工藝。機(jī)械預(yù)張力錨定雖是預(yù)防油管彎曲的最有效措施，但施工操作復(fù)雜，且起出管柱時(shí)平安性差，有可能卡鉆，因此該項(xiàng)工藝至今未得到很好的推廣使用；液壓張力錨定雖能利用油套壓差將管柱錨定在管柱伸長(zhǎng)最大的部位，操作簡(jiǎn)單。 2.3抽油桿扶正器 在治理油井偏磨方面，滾輪式和滾珠式扶正器由于易卡輪和不耐腐蝕的原因，目前已很少使用，兩瓣對(duì)卡式KBV

7、3OH型尼龍扶正器在抽油桿上滑動(dòng)，扶正效果差，脫落的碎片易卡泵，使用受到限制。KZX型防偏磨扶正器、KBV型固定式扶正器、扶正接箍、KZX型防偏磨扶正器等，它們各具特點(diǎn)。 2.4加重桿 加重桿是防止桿柱底部抽油桿彎曲的有效方法。它能使桿柱中和點(diǎn)下移，且可以降低桿柱的交變應(yīng)力幅度，延長(zhǎng)抽油桿疲勞斷裂周期。加重桿在清洗修復(fù)時(shí)發(fā)現(xiàn)加重桿也同樣存在偏磨和彎曲問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量42mm加重桿直徑最小僅為35mm，且局部加重桿有彎曲現(xiàn)象，這說(shuō)明了加重桿也同樣需要扶正防偏磨。 2.5采用新型防止偏磨抽油泵 旋流旋轉(zhuǎn)柱塞式防偏磨抽油泵。這種泵防止柱塞偏磨，防砂卡，提高泵的工作效率和延長(zhǎng)泵壽命等優(yōu)點(diǎn)。這種泵根本能防

8、止油管發(fā)生偏磨的情況。 雙沖程平衡防偏磨增效油泵。這是一種新型的增效抽油泵，它在運(yùn)行過(guò)程中，下沖程進(jìn)行一次排油，提高油泵效率。上下沖程同時(shí)出油，減小運(yùn)行產(chǎn)生的負(fù)荷，從而有效減少油并的偏磨。 柱塞底部加重式防偏磨抽油泵，這種泵主要采用增加抽油桿扶正器，并使用管桿轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，泵的上面桿柱采用加重桿。這種泵的使用效果非常好。 2.6油管旋轉(zhuǎn)器 油管旋轉(zhuǎn)器，通過(guò)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)油管改變油管與抽油桿的偏磨面，使磨損面均勻分布，從而到達(dá)延長(zhǎng)油管使用壽命的目的；另外，已安裝偏心井口的油井，轉(zhuǎn)動(dòng)井口也可到達(dá)以上目的。 2.7合理調(diào)整生產(chǎn)參數(shù) 在保持產(chǎn)液量不變的情況下，由短沖程、高沖次，改成長(zhǎng)沖程、低沖次，增加偏磨面積，減少偏磨次數(shù)，以到達(dá)延長(zhǎng)油管和抽油桿使用壽命的目的。 2.8應(yīng)用新技術(shù)、新工藝 運(yùn)用無(wú)管采油等技術(shù)，無(wú)管采油裝置最大的優(yōu)點(diǎn)是：空心抽油桿不易彎曲，而且與國(guó)套管間的環(huán)形空間遠(yuǎn)大于普通抽油桿與油管間的環(huán)形空間，因此該裝置能有效的防止管桿間的偏磨，在油管與抽油桿間偏磨較嚴(yán)重的井上使用更能顯示其優(yōu)越性。 3 結(jié)束語(yǔ) 抽油桿與油管偏磨腐蝕的主要原因是井斜、抽油桿柱彎曲、高含水和產(chǎn)出液的強(qiáng)腐蝕性。加藥防腐、