油井管杆偏磨原因分析及防治措施

刘迎春

（大庆钻探工程公司钻井三公司工程开发分公司，黑龙江 大庆 163000）

随着近年来我国大面积油气田的不断开发，抽油机的使用范围越来越广泛，在长期的使用过程中，抽油杆和油管之间的磨损日益严重，导致偏磨井的数量越来越多，且分布较多，这样维修起来就较为困难，同时因磨损现象严重，导致油田作业费用上升，无形中提高了采油的成本，影响了油田综合效益的提高。

1 抽油井管杆偏磨产生的危害

在利用有杆机械采油过程中，发生偏磨的现象较为严重，抽油杆和油管之间长时间的接触磨损中，极易造成杆断、杆脱、油管泄漏等事故的发生，一旦发生事故，油井将停止正常的生产工作，进行维修，这一方面影响了原油的生产和经济效益，另一方面则增加了维修成本。因此针对油井管杆的防偏磨技术的研究是刻不容缓的，对油田的正常生产和经济效益的实现将具有十分重要的作用。

2 抽油井管杆偏磨、腐蚀机理分析

2.1 管杆弯曲接触产生偏磨

2.1.1 井斜引起偏磨

油井的井身不直时，抽油杆与油管之间的接触机率就较大，从而极易造成严重的摩擦，并导致损坏，同时，其磨损度也随着油管的倾斜角度的增大而增加。

2.1.2 底部抽油杆弯曲磨损研究

抽油井下冲程是抽油杆中性以下部分会因各种阻力弯曲而与油管偏磨。下冲程时，中性点以上抽油杆呈拉伸状态。下部抽油杆弯曲致使抽油杆与油管发生偏磨。

2.1.3 油管蠕动引起的偏磨

假设油管未经锚定，在交变载荷作用下震动的油管也会加剧与抽油杆的偏磨，还会与套管偏磨。油管弯曲造成的偏磨主要限制于泵上部附近，即中性点以下到泵位置。中性点位置又与泵以下尾管长度油管。若尾管加长，则泵下的重量加重，就可以弯曲应力抵消。

2.1.4 生产参数对偏磨有影响

冲程，冲次，沉没度以及泵径都会影响管杆偏磨。实际生产中，抽油杆下行受到井液的阻尼作用、杆管以及柱塞与泵同之间摩擦阻力。

为了提升产液本领，由于生产参数不合理，相当一部分油井由于冲次过快，抽油杆下行速度于驴头的运动速度，造成中和点以下抽油杆几乎全部处于受压状态，产生失稳屈曲变形，弯曲变形的抽油杆与油管发生接触磨擦，进一部加剧偏磨的严重性。泵径越大，抽油杆下行受到的阻尼越大，抽油杆发生弯曲变形的大概性越大，杆管偏磨几率也越大。

2.2 管杆腐蚀磨损研究

2.2.1 产出液介质的影响

油井综合含水的上升使产出液相由油包水型转换为水包油型，油管与抽油杆之间的接触面由于失去原油的润滑保护而磨损速度加快并且；由于温度高且富含矿物质、CO2，H2S 腐蚀性气体、H＋、Cl－及细菌等腐蚀介质产出水与管杆直接接触，使其产生腐蚀。CO2含量越高，产出水中产出的H＋越多，PH值越低。产出水显弱酸性，腐蚀性强。并且产出水中H2S与铁化学反应生成FeS和H2，对管杆产生氢脆腐蚀。

2.2.2 综合含水的影响

油井采油量的不断开采，油层内含油量逐渐减少，在产出液中水份含量越来越高，当油井产生液含水率大于74.02%时，产出液转换为水包油型，这样油管和抽油杆表面都失去原油的保护作用，水直接接触抽油杆与油管表面，导致抽油杆和油管内壁的腐蚀性增加，磨损情况会越来越严重。

2.2.3 缝隙腐蚀和冲蚀明显

水对抽油杆、油管丝扣连接处都具有强腐蚀性，同时油管公扣外缘在产出水的不断冲刷下，很容易老化，导致油管断脱、刺漏。从实际发生的现场数据可以看出，产出液越多的油井其冲蚀现象越严重。

3 防治措施

在实际对预防和治理抽油机井杆管偏磨的处理问题上，多采用抽油杆扶正器、油管锚定装置、加重杆、旋转井口等多种办法相结合的措施来进行治理。

3.1 减少井眼轨迹偏斜的影响

井眼轨迹偏斜对杆管偏磨的影响较为普遍，井眼轨迹偏斜使杆管的受力发生改变，增加偏磨机率，在采油生产中，对偏斜或是由于地层蠕动而导致套管变形影响严重的井，可采用其它无杆泵采油，对于供液充足、能量较高的井采采取上提泵持深度，避开变形处等方法。杜绝杆管偏磨的事情发生。

3.2 制定合理的工作参数

在保证产量不降的前提下，选择合理的泵径，下调冲次。将工作方式由长冲程、快冲次变为长冲程、慢冲次。减少相同时间内的杆管摩擦频率，延长抽油杆和油管的使用寿命。

3.3 稳定载荷

由于井筒结蜡造成抽油杆上下行受阻，悬点载荷增加，对于这种情况可对油井应制定合理的加药、热洗周期，减少蜡在油管中的沉积，从而减少结蜡带来的不利影响。油层大量出水会使砂岩油层胶结结构受到破坏，造成油井出砂。油井出砂后，同样造成抽油杆的上下行受阻，载荷变化，对这种情况应采取积极的防砂措施。减少其不利影响。同时做好控水稳油工作。对于油稠的井要定期加降粘剂，以保证抽油顺畅。这些预防工作做好的前提下还可在井内下入加重杆，从而消除抽油杆的纵向弯曲。油管加装锚定装置，避免由于油管的自然弯曲和抽油机运行时油管的蠕动，减少偏磨的发生。

3.4 保证作业质量

油田作业的质量直接与施工情况息息相关，因此为了保证作业的质量，需要做好作业的监控，从而对作业施工的全过程进行全面的监督，并根据不同的施工情况，制订具有针对性的措施，并对作业原因进行深入分析。

结语

在油田实际生产过程中，管杆偏磨是一个长期存在的问题，在油井工作过程中，影响管杆偏磨的因素较多，因此在解决管杆偏磨的解决办法中，就要针对不同的影响因素而采取多种措施相结合的方法。从很本上解决管杆偏磨这一问题，提高油井的产出率，从而提高油田的经济效益。

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