油井偏磨机理分析及预防对策

曲丽荣，刘立志，刘高灵，孙会珠

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065）

油井偏磨机理分析及预防对策

曲丽荣，刘立志，刘高灵，孙会珠

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065）

在有杆泵采油过程中，油管和抽油杆柱的偏磨问题十分突出，会造成油管磨损、抽油杆断裂等问题，影响油井的正常生产。

油井偏磨；研究；预防

有杆泵采油是将地面能量通过抽油杆、抽油泵传递给地下流体，从而将地下油气开采到地面的方法。有杆泵采油是石油开采中最主要的方式，在我国各大油田所广泛采用。但是，在这种采油方法中，抽油杆柱和油管柱的偏磨问题常困扰着现场的技术人员和采油工程师。由于抽油杆柱会引起断杆、油管磨损等问题，严重影响油井的正常运行，降低油井的系统采油效率，增加检泵频率，大大地增加采油成本。本文就油井偏磨状况的主要原因进行了研究，并根据其偏磨的特点，提出了相关的预防对策。

1 油井偏磨机理

油井生产中，油管与抽油杆在井筒中都有一定的弯曲，特别是抽油杆在油管内的弯曲极为复杂，呈空间螺旋线形状，因此杆管之间的摩擦是客观存在的[1]。

1.1 井斜

井斜是目前造成油井偏磨的主要原因，也是造成偏磨强度最大的因素。在斜井中，由于抽油杆柱受到重力影响，导致重心偏向下方管壁。油井生产过程中，抽油杆在往复运动时会与油管产生偏磨。

1.2 套管变形

地层蠕变等原因会引起套管变形乃至弯曲。在油管弯曲程度小的地方，抽油杆柱的接箍与油管内壁产生摩擦，因摩擦接触面积较大，偏磨较轻。而在弯曲程度大的地方，除抽油杆接箍与油管内壁产生摩擦外，抽油杆柱本身也会与油管产生摩擦，因此，在这种情况下会加重抽油管柱的偏磨情况。

1.3 油管蠕动

主要是在交变载荷的作用下，蠕动的油管加剧与抽油杆的摩擦，或与套管偏磨，因油管弯曲造成偏磨主要在泵上部500m 以内，即中性点以下到泵的位置。

1.4 油井结蜡和油质

根据调查资料显示，国内外油田的油井均有结蜡现象，油井结蜡造成结蜡点以上抽油杆在下行程中受到更大的阻力，造成弯曲偏磨；原油黏度过大使抽油杆上下冲程阻力均增大，加剧偏磨。

1.5 油井出砂

出砂井中固相含量高，随着抽油杆上下往复运动，砂砾与杆管不断摩擦，加剧了抽油杆管的磨损。

1.6 产出液催化作用

由于井筒内含 O2及其他腐蚀气体如 CO2、H2S 等，对井筒内的金属产生腐蚀，使管、杆表面粗糙度增加，摩擦力增大。同时，随着生产的进行，油井产出液含水量会不断升高，黏度逐渐降低，当含水达到一定比例时，产出液由油包水型变为水包油型，管杆表面也由亲油性变为亲水性，且含水越高、矿化度越大，管杆腐蚀速率越大、偏磨越严重。另一方面，杆、管间的油、蜡润滑作用将大为减小，磨损加剧，又产生新的创面。

2 油井偏磨预防对策

近年来，通过对偏磨机理的研究以及防偏磨技术的发展，已形成了许多有效防偏磨措施。虽然这些技术没有从根本上解决油井偏磨问题，但都不同程度的延长了油井的免修期。

2.1 利用扶正器减少偏磨

在容易发生偏磨的井段加装抽油杆扶正器、扶正接箍、以及扶正环等。下入防偏磨扶正器后，由于避免了抽油杆与油管直接摩擦，增大了与油管的接触面积，因而可以有效地减缓杆管偏磨速度，但扶正器减小了抽油杆与油管间的过流面积，增加了悬点的上行载荷，目前只能作为一种辅助措施配合使用。

2.2 活塞下部安装加重杆

如果在活塞上部加加重杆，受油管空间限制，活塞上部杆柱仍然是尧性杆状态，存在失稳现象，应存在偏磨现象。因此，将加重杆安装于活塞下部，使抽油杆柱中和点下移，确保杆柱在上下冲程中始终处于受拉状态，减轻或消除抽油杆柱的螺旋弯曲。该方法可以改善杆柱受力状况，对减缓杆管偏磨有一定的效果，但只适用于偏磨不严重的油井，而且目前对加重杆的选用长度尚不能准确把握。

2.3 采用双向保护接箍

双向保护接箍防偏磨技术是近几年新发展起来的防抽油管柱偏磨技术，其原理是针对机械磨损和化学腐蚀协同作用造成的接箍磨损，从而引起抽油杆柱偏磨的情况，在普通接箍表面涂抹一层耐磨耐蚀减摩涂层，利用其特性防止和减缓抽油杆和油管的磨损，从而降低偏磨的程度。

2.4 采用缓蚀剂技术

油井缓蚀剂会在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，可降低杆管之间的摩擦系数，减少杆管的磨损。另外通过缓蚀剂与金属表面的化学吸附，在金属表面形成一种牢固的致密薄膜，隔离腐蚀介质，从而达到保护金属、防止磨蚀发生的目的。

2.5 严格控制井中的固相含量

出砂井中固相含量高加剧了抽油杆管的磨损，可采取措施避免或减少油井出砂，减少固相颗粒与抽油杆的磨损。

3 结束语

在全国各大油田的实际生产过程中，抽油杆柱的偏磨是一个长期并广泛存在的问题，其影响因素也复杂多变。坚持预防为主，治理为辅的理念从源头尽量降低油井偏磨的风险，减少检泵次数。一旦偏磨出现，要综合考量，根据实际情况具体问题具体分析，对症下药，针对不同的偏磨机理多措并举，逐个击破，最终提高油井效率，提高油田经济效益。

[1] 肖宇，刘春花，綦耀光，等.抽油井偏磨机理及防偏磨技术分析[J].内蒙古石油化工，2009，35（18）：81-83.

Mechanism Analysis and Preventive Measures of Oil Well

Qu Li-rong，Liou Li-zhi，Liou Gao-ling，Sun Hui zhu

In the process of oil extraction，the problem of partial grinding of tubing and sucker rod is very prominent，which can cause the oil pipe wear and the sucker rod break and so on，which affect the normal production of oil well.

oil well partial grinding；research；prevention

TE933.2

A

1003-6490（2017）06-0233-02

2017-05-02

2015 年国家大学生创新创业计划项目 — 有杆抽油泵泵卡原因分析与预防措施研究（201510705242）。

曲丽荣（1994—），男，山东诸城人，本科在读，主要研究方向为石油工程。