翟世偉劉濤張佳黃軍彥劉紅鈺

1.遼河油田茨榆坨采油廠 遼寧盤錦 110206

2.東北石油大學(xué)黑龍江大慶 163318

前言

桿管偏磨是造成科爾沁油區(qū)檢泵周期短的主要原因，它影響了油井的正常生產(chǎn)、增大了油井維護費用和桿管投入。超高分子內(nèi)襯油管將桿管鋼與鋼之間的摩擦轉(zhuǎn)換為鋼與耐磨性能更好的內(nèi)襯材料之間的摩擦，是有效的防偏磨治理方法。在內(nèi)襯油管應(yīng)用過程中，為了有針對性的進行防偏磨優(yōu)化，節(jié)約生產(chǎn)成本，進行了內(nèi)襯油管分段使用研究與設(shè)計。油田現(xiàn)場下入內(nèi)襯油管時，通過繪制油井井眼軌跡曲線初步確定下入位置，結(jié)合作業(yè)提出桿管的偏磨位置，最終確定下入位置及長度，改變了傳統(tǒng)全井段下入內(nèi)襯油管的方式，使內(nèi)襯油管的應(yīng)用做到有的放矢。

一、內(nèi)襯油管分段使用設(shè)計依據(jù)

1.利用井眼軌跡曲線初步確定下入位置

科爾沁油區(qū)開發(fā)時，本著少占牧場和管理方便等原則，鉆井以打叢式井、定向井為主，造成井斜及井底位移大。經(jīng)統(tǒng)計，油區(qū)平均最大井斜16.8°，最大井斜大于10°的油井占87.1%，造斜點位置從150～1000米均有分布。科區(qū)平均泵深1100米左右，超過了造斜點及最大井斜位置，在油井正常生產(chǎn)過程中，桿管間將不可避免的發(fā)生相互接觸而磨損。

隨著鉆井深度的增加，鉆頭和井口的同心度變差，使得油井結(jié)構(gòu)的空間狀態(tài)是立體彎曲的，井深超過500-800米時一般會出現(xiàn)扭曲現(xiàn)象，油管在套管中是螺旋彎曲的[1]。通過專業(yè)函數(shù)繪圖軟件Origin軟件可以描繪出油井的三維井眼軌跡曲線。現(xiàn)場實施中，描述井眼軌跡的參數(shù)主要有井深、井斜和方位[2]，根據(jù)井斜數(shù)據(jù)，對比三維井眼軌跡曲線，可以找出油井的偏磨段，理論上油井的造斜點以下的桿管存在偏磨現(xiàn)象，因此頂界初步設(shè)計為造斜點；由于泵深超過了造斜點及最大井斜位置，設(shè)計時底界均設(shè)計至泵深位置。因此，內(nèi)襯油管下入位置初步設(shè)計為油井造斜點至泵深位置。

2.結(jié)合桿管偏磨位置優(yōu)化補充設(shè)計井段

由于斜井的井身軌跡是一條彎曲的空間曲線，抽油桿柱在彎曲油管內(nèi)的受力較為復(fù)雜，細(xì)長抽油桿在彎曲的井眼中工作，在自重分力的作用下會產(chǎn)生彎曲變形，必然導(dǎo)致抽油桿柱與油管內(nèi)壁之間發(fā)生偏磨，嚴(yán)重時就會造成抽油桿斷脫及油管磨漏現(xiàn)象，影響油井的生產(chǎn)[3]。

對油井作業(yè)情況進行跟蹤，發(fā)現(xiàn)每口油井都存在不同位置不同程度上的偏磨，根據(jù)偏磨數(shù)據(jù)，比照油井井眼軌跡曲線，對下入位置進行優(yōu)化與補充，確定內(nèi)襯油管下入位置及長度。

科區(qū)油井平均偏磨井段為585米至1100米，由于每口油井的造斜點不同，基于“一井一策”的原則，在現(xiàn)場應(yīng)用過程中，根據(jù)造斜點位置，分別對每口井的內(nèi)襯油管下入井段進行修正。

經(jīng)統(tǒng)計，42口措施井造斜點在600米之下，33井次作業(yè)時發(fā)現(xiàn)偏磨位置在造斜點上部，且平均偏磨井段是將造斜點至泵深長度延長35%。因此設(shè)計內(nèi)襯油管下入長度=（1+35%）×（泵深-造斜點深度）。78口措施井中造斜點在600米之上，67井次作業(yè)時發(fā)現(xiàn)偏磨位置在造斜點下部，且平均偏磨井段是造斜點至泵深長度縮短35%。因此設(shè)計內(nèi)襯油管下入長度=（1-35%）×（泵深-造斜點深度）。

二、應(yīng)用井例

包32-26井是包1塊的一口油井，通過繪制井眼軌跡圖（見圖1），發(fā)現(xiàn)該井造斜點在250米-300米之間，初步設(shè)計內(nèi)襯油管下入井段為288米（造斜點）至1000米（泵深）。2010年10月作業(yè)時發(fā)現(xiàn)576米至1000米抽油桿偏磨，對設(shè)計井段進行優(yōu)化后設(shè)計應(yīng)用井段為550米至1000米。措施后該井檢泵周期由之前的117天階段延長至819天。

圖1 包32-26井井眼軌跡曲線

三、內(nèi)襯油管分段應(yīng)用情況

2010年10月開始在科爾沁油區(qū)進行防偏磨治理，截止至2014年8月底，累計實施超高分子內(nèi)襯油管160井次，措施井井段全長176195米，平均泵深1101米。通過分段設(shè)計及優(yōu)化，應(yīng)用內(nèi)襯油管82609米，平均單井應(yīng)用516米，累計節(jié)約內(nèi)襯油管93586米，節(jié)約費用561.5萬元。目前已有86口措施井超過了原檢泵周期，平均檢泵周期由259天階段延長至620天，取得了良好的防偏磨治理效果。

結(jié)論

1.內(nèi)襯油管優(yōu)化設(shè)計由兩部分組成，一是利用井眼軌跡曲線初步確定下入井段，二是根據(jù)作業(yè)施工監(jiān)督情況補充優(yōu)化。

2.油井分段使用內(nèi)襯油管可以根據(jù)造斜點位置大（?。┯?00米對內(nèi)襯油管下入深度進行增加（減少）35%的修正。

3.通過內(nèi)襯油管分段使用的優(yōu)化設(shè)計，在保證防偏磨治理效果的前提下，節(jié)約了內(nèi)襯油管的使用費用，對大面積推廣使用該技術(shù)的油井具有指導(dǎo)意義。

[1]，王志剛，李輝．抽油機井防偏磨綜合配套技術(shù)研究與應(yīng)用[J]．石油地質(zhì)與工程，2011.6.

[2]，楊海濱，劉松林等．三維井眼抽油桿與油管防偏磨技術(shù)研究與應(yīng)用[J]．鉆采工藝，2008.6.

[3]，李漢周，楊海濱等．抽油井管桿偏磨與井眼軌跡的關(guān)系[J]．鉆采工藝，2009.3.