注聚受益油井杆管偏磨机理及技术对策研究

韩岐清，陈锐，李少甫，韩涛

（大港油田公司采油工艺研究院，天津300280）

油气工程

注聚受益油井杆管偏磨机理及技术对策研究

韩岐清，陈锐，李少甫，韩涛

（大港油田公司采油工艺研究院，天津300280）

注聚受益油井由于受聚合物的影响，易导致杆管偏磨，尤其是在大斜度井和小井眼侧钻井，油井杆管偏磨更为严重。通过分析聚合物对柱塞下行阻力、抽油泵凡尔进液阻力的影响程度，针对性提出了注聚受益油井杆管偏磨治理技术对策，并进行了现场试验应用。应用结果表明：形成的技术对策能够为有效缓解注聚受益油井杆管偏磨问题提供技术支撑。

注聚受益油井；聚合物；下行阻力；进泵阻力；杆管偏磨

较常规水驱相比，聚合物驱产出液流变性发生了改变，导致注聚受益油井抽油杆受力状况也发生变化，抽油杆偏磨程度及杆管磨损速度加剧，油井检泵作业井次增加，严重影响了注聚受益井的正常生产。陈辉等[1-3]对大庆油田注聚抽油机井偏磨机理及防治技术进行了分析研究，但为了提高注聚受益油井治理技术的适应性，笔者基于大港油田注聚受益油井存在的杆管偏磨问题，研究分析了聚合物对柱塞下行阻力、抽油泵凡尔进液阻力的影响程度，初步形成了适合于大港油田的杆管偏磨治理配套工艺技术对策，从而为有效治理注聚受益油井杆管偏磨问题提供理论依据和技术支撑。

1 杆管偏磨机理分析

1.1 聚合物对柱塞下行阻力影响

大量研究表明：注聚受益油井产出液黏度较常规水驱高，黏度的升高会增加柱塞下行阻力，结果表现为油井最小悬点载荷较水驱生产时偏低[2]。通过室内试验模拟分析不同聚合物浓度、冲次条件下油井下冲程平均载荷变化趋势，从不同冲次条件下下冲程载荷与聚合物浓度关系曲线（见图1）可以看出：当冲次不变时，下冲程载荷随着聚合物浓度的增加而下降，表明柱塞下行阻力增加；当聚合物浓度不变时，下冲程载荷随着冲次的增加而下降，表明柱塞下行阻力增加。

图1 不同冲次条件下下冲程载荷与聚合物浓度关系曲线

分析图1可以得知：聚合物浓度＞100 mg/L时，随着聚合物浓度升高，冲次的增加，下冲程载荷减小，柱塞下行阻力增加。

1.2 聚合物对抽油泵凡尔进泵阻力影响

研究表明：由于注聚受益油井地层混合液黏度升高，地层液在流经抽油泵凡尔进泵过程中会导致进泵阻力增加[3]。通过室内试验模拟分析不同质量流量条件下，抽油泵凡尔阻力变化趋势。从不同质量流量条件下流体进泵阻力曲线（见图2）可以看出：当质量流量不变时，流体通过固定凡尔的阻力明显高于游动凡尔。

同时对比分析研究了Φ44 mm抽油泵与Φ70 mm抽油泵凡尔进液阻力（见图3），结果发现：当聚合物浓度不变时，大泵径抽油泵凡尔阻力明显低于小泵径抽油泵凡尔阻力，且随着聚合物浓度的增加，抽油泵凡尔阻力增加倍数越明显。

图2 不同质量流量条件下流体进泵阻力曲线

图3 Φ44 mm与Φ70 mm抽油泵凡尔阻力比值曲线

2 技术对策及试验应用

针对聚合物对柱塞下行阻力、抽油泵凡尔进液阻力的影响程度分析，研究形成了能有效解决杆管偏磨的无杆泵采油技术和优化有杆泵工艺配套，并进行了现场试验应用，取得了较好的应用效果。

2.1 无杆泵采油技术

该技术动力液由井口装置、井下动力液管进入水力喷射泵并使其工作，水力喷射泵将含有聚合物和地层砂的地层液吸入泵内，并与动力液混合形成混合液，混合液经井下混合液管柱向上送至井口，排到地面，完成含聚合物溶液和地层砂的地层液开采过程（见图4）。

图4 无杆泵采油技术管柱结构示意图

无杆泵采油技术具有无杆泵生产特点，从而有效避免了油井生产过程中抽油杆与油管之间的摩擦，消除油井杆管偏磨。同时该技术能使井筒近井地带因含聚溶液影响而聚集的砂粒在井筒无挡砂装置和不采取地层防砂措施的条件下将含砂的地层产液以远大于砂粒沉降速度的流速向上通过井下管柱顺利携带至地面，也能有效缓解注聚受益油井出砂问题。已在港西、港东等注聚区块杆管偏磨油井共试验应用5井次，3口可对比井检泵周期延长了428 d，展示了良好的应用效果。

2.2 优化有杆泵工艺配套

为有效缓解杆管偏磨问题，优化配套了大流道偏置阀抽油泵技术，具有以下技术特点：采用偏置阀结构，进液流道大，流程短，流体进泵阻力小；采用强制复位结构，能适应斜井生产；柱塞运行不受固定凡尔影响，下行阻力小。同时对比分析研究常规抽油泵与大流道偏置阀抽油泵下行阻力曲线（见图5），结果发现：当聚合物浓度不变时，大流道偏置阀抽油泵下行阻力要低于常规抽油泵下行阻力，且随着聚合物浓度的增加，大流道偏置阀抽油泵下行阻力较常规抽油泵下降越明显。

已在港东注聚区块杆管偏磨油井共试验应用8井次，油井单井检泵井次由应用前的3.4井次减少至目前的0.6井次，平均延长检泵周期324 d。

Mechanism and technical countermeasures research of sucker rod eccentric wear for the polymer injection wells

HAN Qiqing，CHEN Rui，LI Shaofu，HAN Tao
（Oil Production Technology Institute of Dagang Oilfield Company，Tianjin 300280，China）

Due to the effect of polymer,the polymer injection wells easily lead to rod eccentric wear,especially in high angle wells and side of slimhole wells,rod tube eccentric wear more serious.Through the analysis of the influence degree of polymer for plunger downward drag and pump into the liquid resistance.Targeted put forward the technical countermeasures of rod tube eccentric wear for the polymer injection wells and test the application in the field.The application result shows that the technical countermeasures could provide technical support to solve the problem of rod tube eccentric wear for the polymer injection wells.

polymer injection wells；polymer；downward drag；pump into the liquid resistance；rod tube eccentric wear

TE355.5

A

1673-5285（2017）01-0015-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.01.005

2016－10-17

中国石油大港油田基金项目“油井举升配套工艺技术研究与应用”，项目编号：20160308。

韩岐清，男（1963-），高级工程师，现从事机械采油新工艺技术研究工作，邮箱：hanqqing@petrochina.com.cn。