油井防偏磨技术

一、油井管杆偏磨现状二、油井防偏磨治理技术及系列化三、防偏磨治理工程效果油田开发到中后期,随着油井含水的上升和斜井定向井的增加，有杆泵井管杆偏磨、磨蚀问题越来越严重85%21%偏磨井数12381250814196开井数有杆泵井数一、胜利油田油井管杆偏磨现状油井管杆偏磨问题普遍存在油田各采油厂油田管杆偏磨现状高含水期油井管杆偏磨的主要原因产出液物性管、杆受力运动三种因素的共同作用加剧了油井的管、杆偏磨井身结构井斜或井筒弯曲失稳弯曲腐蚀严重油井管杆偏磨原因71916280500100015002000直井斜井偏磨井数69%1、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素斜井偏磨比例大。且随井斜角的增加，偏磨越严重斜井、定向井比例逐渐增加，造斜点也逐渐上移东辛采油厂，斜井比例占开井数的40%，造斜点在300-400米，380口抽油泵在造斜点以下生产。直井不直。方位角变化、地应力变化使套管弯曲变形，造成管杆接触偏磨河110-21井井身轨迹图井身轨迹俯视图井身轨迹侧视图1、井身结构是管杆偏磨的主要影响因素在杆柱下冲程受综合阻力作用，中性点以下失稳弯曲，造成管杆偏磨。生产参数井液粘度2、管杆受力运动失稳弯曲，造成管杆接触磨损202037.73131370510152025303540500-10001000-1500〉1500占同类抽油机井比例占偏磨井比例泵挂越深偏磨越严重泵挂大于1500米的偏磨井占同泵挂深度井的37.7%，比例最高年度6次以下6-9次9次-12次井数占偏磨油井百分数，％占同冲次油井百分数，%井数占偏磨油井百分数，％占同冲次油井百分数，%井数占偏磨油井百分数，％占同冲次油井百分数，%20052419.24.15241.610.44939.224.5平均冲次4.67.810.8孤东采油厂冲次对偏磨统计表冲次越高，偏磨越严重孤岛采油厂聚驱和非聚驱偏磨井统计表注聚区偏磨井比例高于非注聚驱偏磨井48%采油区开井(口)偏磨井数(口)占开井比例(％)注聚区36721559非注聚区153917211注聚井，见聚后粘度增大，失稳弯曲加剧偏磨油包水型水包油型含水率60-70%产出液腐蚀介质加剧管杆偏磨286481165102004006008001000120014001600180050%50-80%80%偏磨井数产出液高含水、高矿化度造成了腐蚀加剧偏磨。68%2783994551348020040060080010001200140050005000-1000010000-2000020000偏磨井数55%0.790.911.091.281.3300.20.40.60.811.21.41234510408351565634887426132950腐蚀磨损随矿化度升高磨损量增加腐蚀磨损比纯磨损平均增加一倍管杆磨损腐蚀规律N80、J55油管20GrMo、35GrMo杆腐蚀磨损结果实验结果管杆材料配对腐蚀30天未腐蚀管杆配对纯磨损对比分析腐蚀磨损规律测试腐蚀磨损量测试纯磨损量有杆泵井管杆偏磨：磨损、腐蚀共同作用结果，腐蚀加剧磨损管杆失稳弯曲主要影响因素。随井斜角的增大，管杆偏磨加重井斜或井筒弯曲产出液腐蚀介质与生产参数相关。泵挂越深、冲次越高，偏磨越严重管杆失稳弯曲造成中、下部偏磨高粘度、下行阻力越大，管杆失稳偏磨越严重含水越高、矿化度越大，管杆腐蚀速率越大、偏磨越严重固有结构因素不稳定动态因素催化因素管杆偏磨规律二、油井防偏磨治理技术及系列化获得了三个提升2006年-2008年在分公司范围内开展了三年的防偏磨专项治理工作，总计治理2000余口井。技术上单一局部治理集成配套综合治理管理上分散治理模式统一治理模式质量粗放管理统一标准治理效益上有效果无效益有效果有效益形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵减磨接箍类油井管杆防偏磨技术直/斜井防偏磨配套技术抽油杆扶正器隔离油管、抽油杆加重、锚定减少管杆失稳弯曲形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵减磨接箍类油井管杆防偏磨技术技术特点变管杆的磨损杆、套自磨损扶正套内孔采用抗磨、减磨材料杆套接触面表面光滑，摩擦系数小结构组成扶正套（弹性）高硬度、抗磨杆体扶正类核心技术——抗磨副技术定位式扶正器技术技术特点代替固定式扶正器应用，无活塞叠加效应，不增加下行阻力。适应偏磨、腐蚀较轻的油井。成本低。结构组成由上、下扶正块组成旋转90°，置于抽油杆体抗磨副技术参数表规格扶正杆长度m扶正体最大外径mm适用油管mm配套泵型CYY25/736-758±0.573抽油泵螺杆泵CYY28/7358±0.573CYY25/8972±0.589CYY28/8972±0.589形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵减磨接箍类油井管杆防偏磨技术碳锆复合树脂内涂层油管HDPE/EXPE内衬油管油管腐蚀磨损占偏磨作业井80%常用管杆配合N80、J55油管易遭受腐蚀热熔固化碳锆复合树脂涂层油管新技术碳锆复合树脂新涂料抗磨防腐双重特性配套生产工艺通过在油管表面内涂一隔离防腐层，提高抗磨防腐性能碳锆复合树脂内涂层油管技术固化产物牢固的网状结构，分子量2000-2500CH2—CH—OH—CH—CH2OH—NN—CH2—CH—OH—CH—CH2OH—NN——NN—CH—OHCH2CH—OHCH2CH—OHCH2CH—OHCH2—NN—CH2—CH—O—CH—CH2O环氧树脂H2N——NH2固化剂+固化原理碳锆复合树脂内涂层油管技术涂料原材料固化后涂层水煮后的涂层80℃，24h碳锆复合树脂内涂层油管技术碳锆复合树脂内涂层油管技术技术特点涂层具有防腐、抗磨的双重特性，附着力达到一级涂层耐热性好，能在130℃的环境中连续工作表面光滑，具有较低的摩擦系数，减磨性能好高密度聚乙烯内衬油管新技术高密度聚乙烯内衬新材料高密度聚乙烯内衬管特种挤出工艺抗磨防腐双重特性通过在油管表面内衬一层高密度聚乙烯新材料HDPE/EXPE内衬油管技术高密度聚乙烯：分子链长分子量高分子排列紧密高密度聚乙烯新材料通过分子结构改性和添加特种助剂达到抗磨耐温性能。普通聚乙烯高密度聚乙烯松散高分子链紧密高分子长链普通聚乙烯：分子链短支链多分子排列松散HDPE/EXPE内衬油管技术HDPE/EXPE内衬油管技术技术特点内衬层表面光滑、摩擦系数较低内衬层具有优良弹性、柔韧性、耐磨性耐腐蚀（H2S、CO2、酸、盐等）抗磨防腐油管与普通油管抗磨性能对比表序号技术指标N80油管HDPE/EXPE内衬油管碳锆涂层油管1表面处理技术内衬高分子聚乙烯管粉状涂料热熔在表面2处理层厚度，mm3.5±0.50.73耐磨性，mg31.894往复试验油管磨损量，最大/最小0.66／0.560.44/0.280.06/0.025对应接箍磨损量，最大/最小0.12／0.100.2/0.08形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵减磨接箍类油井管杆防偏磨技术铬合金防腐抽油杆铬合金防腐抽油杆技术解决普通抽油杆在高含水、高矿化度腐蚀偏磨井中，腐蚀疲劳断裂问题DXX37X4坑蚀断裂DXX70-4藓状腐蚀河74-11裂纹腐蚀本技术以抽油杆防腐材料研究为核心，将高铬含量合金钢应用于抽油杆防腐，大幅提高抽油杆的抗腐蚀疲劳断裂问题。铬合金防腐抽油杆技术高温高压抗腐蚀性能优良物理机械性能测试，达到D级杆以上水平实验条件温度：110℃、压力：20MPa总矿化度13×104mg/l、时间：240h序号抗拉强度MPa断面收缩率%断后伸长率%疲劳寿命106防腐杆121153.410.818620CrMoA94662.116106D级杆794-965≧50≧1110620CrMoA防腐杆形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵抗磨减磨类油井管杆防偏磨技术抽油杆抗磨接箍抽油杆减磨接箍油管减磨接箍特种抽油杆接箍技术抽油杆抗磨接箍表面硬度达到HRC58-60表面粗糙度低达到0.8um无摩擦系数小、不增加下行阻力减磨防腐性能好,保护油管,成本低抽油杆减磨接箍涂层油管减磨接箍技术不同心常规接箍配合减磨接箍配合油管减磨接箍技术常规接箍配合减磨接箍配合技术特点：减轻杆、管磨损、减小阻力成本低，适用于长井段偏磨井治理油管接箍最小内径Φ61表面精化处理抗磨防腐形成了多种防偏磨工艺锚定类防腐抽油杆抗磨防腐油管扶正类加重类特种泵减磨接箍类1、油井管杆防偏磨技术偏置阀斜井抽油泵防磨防腐等径泵防磨防腐等径泵柱塞上接头采用高强度不锈钢，本体采用等径刮砂柱塞；防腐蚀，减少断脱双游动阀球整体下置，避免同常规泵上接头碰撞磨损设计整体式防腐双固定阀，防腐蚀，提高可靠性偏置阀斜井抽油泵采用液力反馈技术，提供下行动力；弹簧复位球阀，可靠性高；偏置进油阀，进油流道大，流程短，进油阻力小，泵效高；采用防砂卡柱塞结构，减轻柱塞和泵筒磨损。规格mm外径mm冲程范围m泵常数间隙代号连接螺纹CCYB56/321154.2～6.02.3892、327/8TBGCCYB56/381151.91CCYB70/321404.3831/227/8TBGCCYB70/381403.9防磨防腐等径泵参数表规格mm冲程范围m配合抽油杆mm配合油管mmΦ32～Φ443.0-7.01662Φ5619Φ702276Φ83～Φ9525偏置阀斜井抽油泵参数表通过管杆抗磨、减磨、扶正、加重等成熟技术的配套，形成了适应不同偏磨井况的多种成熟治理配套技术系列严重腐蚀偏磨井抗磨蚀油管+抗磨接箍提高油管、抽油杆接箍抗磨防腐性能，减轻偏磨注聚驱腐蚀偏磨井抗磨蚀油管+连续杆+螺杆泵解决旋转失稳磨损问题失稳弯曲偏磨井抗磨副+加重杆应用扶正、加重原理，减轻管杆失稳偏磨大斜度腐蚀偏磨井抗磨蚀油管+抗磨副提高造斜井段抗磨性能减少造斜井段管杆接触深井腐蚀偏磨井抗磨蚀油管+防腐连续杆解决深井腐蚀偏磨问题2、防偏磨技术系列化配套井斜角20°腐蚀、偏磨严重的大斜度井配套模式配套技术：“碳锆涂层油管＋抗磨副+抗磨接箍”技术偏置阀泵抗磨副抗磨接箍涂层油管配套特点：造斜、稳斜段抗磨副扶正抗磨油管、抗磨接箍抗腐减磨采用偏置阀斜井泵存在问题：井斜大，管杆偏磨严重高腐蚀产出液管杆腐蚀严重斜井段，抽油泵泵效低配套技术：“抗磨油管+抗磨接箍”技术井斜角20°腐蚀、偏磨严重井配套模式抗磨接箍涂层油管防腐泵配套特点：抗磨油管、抗磨接箍抗腐减磨采用防腐泵存在问题：失稳弯曲偏磨为主局部井筒弯曲，加剧偏磨高腐蚀产出液，腐蚀性强配套应用“抗磨副+油管减磨接箍+抽油杆减磨接箍”技术配套特点：重点偏磨部位采用抗磨副扶正油管、抽油杆减磨接箍减磨防腐井斜角20°长井段偏磨严重井配套模式抽油杆减磨接箍抗磨副油管减磨接箍抗磨防腐泵存在问题：失稳弯曲为主，偏磨段长一般偏磨井配套模式抗磨防腐泵抗磨副抽油杆减磨接箍配套应用“抗磨副+抽油杆减磨接箍”技术配套特点：重点偏磨部位采用抗磨副扶正抽油杆减磨接箍减磨防腐存在问题：失稳弯曲为主，偏磨段短注聚驱内衬油管配套螺杆泵存在问题：产出液见聚，下行阻力大，失稳弯曲偏磨已形成了5类油井防偏磨技术，包括：管、杆、泵、接箍及配套工具类。3、防偏磨技术汇总通过集成形成了5种典型防偏磨配套技术系列，可根据油井具体偏磨情况，进行更多的集成配套。油井防偏磨思路：扶正、减磨、防腐为主，避免管杆接触，改善管杆运动受力。以防偏磨主核心技术为导，加强先进成熟技术的集成配套应用，提高油井防偏磨治理效果加强偏磨井井身结构描述严格偏磨井油管检测技术应用防偏磨优化设计三、分公司防偏磨治理工程效果集成应用防偏磨优势系列化技术1、应用《有杆泵三维优化设计软件》软件功能井眼三维几何尺寸显示沿杆柱分布正压力、摩擦力多达12级的杆柱设计2、加强陀螺测井斜技术应用，为偏磨治理提供依据井深1500m处水平位移85m1750m-1900m水平位移每50