张兆红+田加杰
中图分类号：TE933 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）05-0006-01
一、前言
油田经过长期开发，抽油井的井况发生了较大的变化，抽油井偏磨现象日益突出。随着油管杆受力状况的改变、含水升高、润滑变差、抽汲介质的腐蚀等生产状况的改变，进一步加剧了抽油井的偏磨；斜井、定向井偏磨问题更加突出。偏磨已经成为制约目前油田原油生产经营的瓶颈问题。
二、偏磨机理分析
抽油机井管、杆偏磨直接体现为在上下冲程管、杆间的相互接触并不断相对位移运动所造成的。抽油机井的管、杆间具有的相对位移运动是抽油机采油工艺固有的和必然存在的。且受井身结构、管柱组合、杆柱组合、生产参数、原油物性、井液水力参数等诸多因素影响和制约。相互接触且相对位移运动必然产生接触摩擦，这种接触摩擦必然造成管、杆的磨损，这就是目前抽油机井存在的偏磨损伤。因此，要认识和掌握抽油机井管、杆偏磨的真正机理，必须从分析抽油机采油工艺原理、采油工艺特性入手，分析抽油机井油管、抽油杆在工作过程中的状态及变形程度，并推断出引起这种变形的根本原因。下面通过分析抽油机井采油工艺特性进行探讨。
（1）油井井身结构对偏磨的影响
油井完井时的井身轨迹是一条复杂多变的空间管道，油层套管在一定程度上是呈螺旋弯曲的，管桿在井筒中的工作状态直接受井身结构的约束，油管杆在无任何约束的情况下，应呈直线垂直状态，但在呈现空间曲线的套管中，油管杆受其约束，呈现弯曲状态，油管、抽油杆在工作中相互接触摩擦是不可避免的。例如滨南采油厂的SDB24-9、SDB270等直井在后期取得的测井曲线均是一条复杂的空间曲线；在定向斜井、水平井中，人为的进行了造斜、增斜、降斜等措施，使井筒处于倾斜、弯曲状态。抽油杆和油管的接触是不可避免的，在抽油井往复抽汲过程中必然产生接触摩擦磨损，且偏磨严重；实践与理论证明，油井的井身轨迹呈现曲线状态，必然造成油管、抽油杆接触磨损，这是抽油机井不可避免的，也是引起油管杆偏磨的主要原因。
（2）油管受压弯曲的影响
部分分层采油的抽油机井，采用Y211、Y221压缩支撑封隔器等工具的管柱，泵上中和点以下的油管受压弯曲，造成油管与抽油杆偏磨。
（3）抽油杆柱失稳弯曲的影响
抽汲循环过程中，抽油杆柱下行时，当振动载荷、惯性载荷、浮力、泵筒对活塞的摩擦阻力、井液通过排出阀的阻力等的合力超过抽油杆柱失稳的临界力时，下部抽油杆柱失稳弯曲，造成抽油杆与油管偏磨。
（4）生产参数不合理的影响
在抽油机井生产过程中，冲程、冲次、杆柱组合等参数选择合适时，理想状态下抽油杆的全部重量应该加载到抽油机驴头上，抽油杆行进速度与驴头速度同步，抽油杆柱始终处于拉伸状态。事实上，抽油杆柱受井液阻尼作用和各类摩擦力及杆柱组合不合理造成的杆柱受力状态不同，相当一部分抽油杆滞后与驴头的运行速度，特别是中和点以下的抽油杆几乎全部处于受压状态，容易产生弯曲变形，如果参数的不合理，特别是采取高冲次，将加剧弯曲变形的程度和接触频率，从而加剧了杆管的偏磨。
（5）抽汲介质的影响
随着油田开发进入高含水开采期，抽汲介质的含水升高，井液的粘度、含蜡量也在提高，管杆接触面的润滑系数大幅度降低，改变了抽油杆的受力和变形程度，致使管杆偏磨；同时，高含水井液具有的强烈的腐蚀性，造成腐蚀加剧磨损程度，偏磨增大腐蚀速度，使管杆偏磨损伤与开采初期的低含水期相比越来越严重。
三、防偏磨工艺的技术的应用
我们矿结合以往的偏磨井治理经验，根据现场偏磨情况进行分类治理，实施ABC分类管理法，即A类偏磨严重、免修期在180天以下的由分公司、专家组治理，B类180天至300天的由矿与采油厂专家组结合治理，C类偏磨轻微免修期在300天以上的采油矿根据现场的情况充分讨论优化治理方案、以最有效的工具，达到最长的治理周期。
选取典型的偏磨井79口进行重点治理：分公司专家指导治理偏磨井53口：其中抗磨副Ⅱ型治理39口，HDPE内衬管治理7口，碳锆管治理6口，镀渗钨油管治理1口；采油矿及厂专家组结合治理偏磨井26口：其中空心杆治理偏磨井13口，抗磨副Ⅰ型治理13口。
1、抗磨副Ⅱ型工艺
工艺原理：Ⅱ型抗磨副是在Ⅰ型抗磨副的基础上进行了工艺改进：一方面抗磨副上扶正块由内部的弹簧片支撑使外径加大，下入后扶正器胀卡在油管内固定不动，由以往抽油杆、扶正器、油管三者之间的相互摩擦，改变为扶正器与抽油杆之间的摩擦；另一方面，抗磨副表面进行了特殊的表面工艺处理，摩擦系数得到了很大降低，同时增强了抗磨、耐腐蚀的能力，从而达到减缓偏磨的作用。
适用范围：Ⅱ型抗磨副适用于偏磨严重，且偏磨井段较短，在500米以内的偏磨油井，但由于扶正块直径大与油管内径，对于油管的要求高，往往要对全井油管进行更换，增加了治理成本，同时对有结蜡现象的井不适用。
2、HDPE内衬油管工艺
工艺原理：HDPE内衬油管采用特殊耐磨材料加工而成，具有超强耐磨能力和优良的防腐性能。
适用范围：该工艺适用于全井偏磨或偏磨井段较长、泵挂较深且油管腐蚀严重的各类直井、斜井，同时配合使用抗磨接箍效果更好，但价格高，成本投入大。
3、碳锆油管/DSW镀渗钨抽油杆工艺
工艺原理：碳锆油管采用热熔工艺将耐磨的诰金属材料帖服在油管内壁加工而成，具有较强耐磨能力和优良的防腐性能。
适用范围：该工艺适用于全井偏磨或偏磨井段较长、管杆偏磨、腐蚀都比较严重的各类直井及斜井，同时可配合使用抗磨副及抗磨接箍。
4、Ⅰ型抗磨副工艺
工艺原理：该工艺03年引进实施，可自动根据油管、抽油杆偏磨点的不断变化，扶正器自动在油管磨损点上扶正，再加上抽油杆表面进行了特殊的表面工艺处理，达到油管、抽油杆隔离不接触，还大大降低抽油杆柱下行阻力，最终达到防偏磨效果。
适用范围：适用于偏磨井段较短（400m以下）、偏磨严重的油井使用。
5、油管探伤检测技术应用
工艺原理：该技术能对油管表面及内部的裂纹、孔洞、腐蚀坑及沟槽等缺陷进行计算机无损检测，它既可用于室内油管的检测，又可在油管起下作业的同时进行现场检测，并对检测结果进行自动存储和打印，为旧油管的分级使用或报废提供科学依据。
工艺特点：该工艺技术具有操作简单、检测功能齐全、检测信号可以存储、不受油污和水的影响、超标油管自动报警、精确定量评价缺陷状况、稳定测量油管壁厚变化、不影响现场作业、对环境无污染等特点。
参考文献
[1] 《油藏工程原理与方法》，石油大学出版社，2001年.endprint
