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【摘要】长庆油田采油三厂所管辖的大部分油井为定向井,井眼轨迹复杂,同时各主力油田已进入中高含水期,产出水矿化度高,偏磨、腐蚀、结垢等各种原因造成抽油泵漏失。为此采取了一系列的完善和配套,取得了一定效果。
【关键词】 定向井 抽油泵 漏失治理
1 抽油泵漏失现状
长庆油田采油三厂所辖油田为低渗、特低渗油藏,主要采用丛式井组定向井开发,随着大部分老油田步入开发中后期,含水升高,同时新建区块大丛式井组的大量应用,导致井筒状况越来越复杂,腐蚀、结垢、供液不足、井斜等导致的抽油泵漏失问题越来越严重。
从表1可以看出,从2009年-2011年总检泵井次10953井次,其中泵故障4790井次,占总检泵的43.73%,泵故障中漏失检泵2916井次,占泵故障的60.88%,因此抽油泵漏失是影响检泵的最主要因素。
2 抽油泵漏失原因分析
抽油泵漏失主要分为泵漏(柱塞与泵筒配合间隙漏失)和附件漏(固定阀漏失,游动阀漏失和双阀漏失)两方面。从检泵情况可以看出,采油三厂斜井中的抽油泵漏失主要是阀球漏失,从抽油泵的工作原理可以看出,阀球是深井泵中主要设备之——深井泵中控制油液单向流动的部件,承受着来自井底流压、液柱重力、管杆重力等多方面的压力作用,同时受到含有腐蚀介质及砂粒的原油的冲刷,且阀球与座以一定的频率相互撞击,其密封性能很容易遭到破坏。
导致采油三厂抽油泵阀副漏失的主导因素:
2.1 沉没度及阀球硬度影响
低渗透油田,油井间歇出液,油井沉没度低,泵内井液充满度差,上下冲程时易发生“液击”和“气蚀”现象,容易造成阀座及密封面腐蚀、沟槽、冲击变形,加之所使用的阀座硬度不够、阀球和阀座密封配合存在偏差,以上因素共同作用导致固定凡尔过早失效。
2.2 结垢、腐蚀的影响
油田在开发中后期,油井的水、气、砂等较多,加上石蜡、胶质沥青、腐蚀性介质的综合作用,表面会形成方向性的冲刷痕迹,造成泵阀组件严重破坏,固定阀组件工作失效而使泵不能正常工作。
2.3 部分井泵挂处井斜大,固定凡尔关闭滞后或阀座偏磨导致漏失
部分井,特别是大从式井组,泵挂处井斜角大,阀球和阀座线性接触不均,阀关闭时长时间与一侧接触面单一碰撞,使得最后接触的切面出现刺漏。
2.4 气体的影响
三叠系油藏部分油井气油比高,气蚀造成刺漏和泵筒充不满导致阀球延迟关闭造成漏失。
3 治理措施
3.1 加强井筒基础管理
开展对标分析,狠抓基础管理和目标管理,夯实井筒管理。
3.1.1规范基础资料台帐
完善四项资料:《油井检泵记录》、《新工艺新技术台账》、《频繁上修井记录》、《检泵周期台账》,做好四项分析:井筒现状和存在问题、历年配套工艺效果、检泵原因分析、不同区块井筒治理特点,提供技指导:提供水质、垢型、腐蚀率测定,井筒配套工具应用指导;定期对各单位实施情况进行指导、检查,进行通报。
3.1.2加强井筒净化,改善抽油泵应用工况
利用载荷、电流曲线关系图确定油井结蜡周期,合理安排油井热洗计划;同时对比热洗前后功图变化,评价热洗效果,优化热洗工艺。2012年,全厂热洗1690井次,与2011年同期对比,热洗井次上升了679井次,上升幅度为67%。
3.1.3抽油泵区块定型,服务生产
分析深井泵和井下附件的应用效果,下发《关于进一步规范“管、杆、泵”及井下附件使用与管理建议的通知》,规范抽油泵的上报、验收,从源头上把关。
3.2 应用特殊阀副
先后引进了“钴铬钨球+座”、“碳化钛球+碳化钨座”、“碳化钨球+座” 新型阀副进行抽油泵的漏失治理。截止目前共使用特殊阀副1086套,目前在用823套,效果明显。
3.2.1钴铬钨
试验应用钴铬钨阀副492套,该阀副平均故障率频次4.5%(表2)。
3.2.2碳化钛球+碳化钨座
2011-2012年在五里湾一区和郝坨梁作业区共下入“碳化钛球+碳化钨座”63套,目前在用46套,出现故障1套,是因为固定阀偏磨,线性接触不均匀。故障率为1.6%。
从柳9-41使用情况可以看出,应用该阀副后,使用周期较普通阀副延长376天,效果明显(表3)。
3.2.3碳化钨球+座
2012年共下入“碳化钨球+座”178套,目前在用151套,阀副故障2井次,故障率为1.3%,从起出井看该阀副不宜在结垢井中下入,平均使用天数51天,在用井平均使用天数191天。
3.3 改进固定阀
针对固定阀球跳动过高导致关闭滞后、原油漏失率大的问题,将其移动距离由常规的39mm降低为18mm。同时针对阀座上下密封面刺漏的情况,添加1mm厚紫铜垫子,同时在垫子上下涂抹厌氧胶,由于紫铜垫子材质软,塑性好,球座在压实后,紫铜垫子发生塑性变形,厌氧胶固化,大大提高了阀座的密封性,减少了阀座的刺漏。截至2012年底共实施285口井,平均检泵周期由374天延长到465天,共延长了91天(图1)。
3.4 推广双固定阀副
油井因结垢、地层出砂等原因,井筒状况较差,当抽油泵单个固定阀不能适应复杂的井筒工况时,容易造成频繁漏失。根据井筒状况,有针对的应用双固定阀,即普通不锈钢球(座)+普通不锈钢球(座)或者特殊阀副组合,或者特殊阀副+特殊阀副组合,达到“双保险”的目的。2012年共应用双固定阀副1508井次,其中因固漏、阀副问题检泵18井次,故障率为1.2%,防漏失效果明显。 3.5 泵挂调整
固定凡尔关闭滞后或阀座偏磨导致漏失,可以通过加深或上提泵挂避开井斜较大处来防漏失,2012年加深泵挂41井次。
4 取得的效果
2012年共检泵4197井次,其中抽油泵故障检泵1738井次,与2011年相比,因泵故障造成的单井检泵频次下降了0.03次/年.口,因抽油泵故障检泵比例下降0.86%。其中泵自身故障954井次,占泵故障原因的54.8%,与2011年同期对比下降了14.1%,主要是2012年阀副漏失井次比去年同期下降了286井次(表4)。
5 认识与建议
从检泵情况可以看出抽油泵漏失问题仍然非常严重。由于抽油泵漏失受油藏、井筒状况、人为管理等多方面的影响,情况复杂。如何控制抽油泵漏失,仍需要进一步完善和优化。
下面根据采油三厂油田特点及生产实际情况,提出以下几点建议:
(1)井筒基础管理是关键,从油井的检泵情况入手,详细了解每一口油井的结蜡、结垢、腐蚀情况,摸清其周期,继而完善和优化油井的化学三防和井筒净化等基础管理工作;
(2)针对大部分油田逐渐步入开发中后期,含水升高,油井腐蚀导致的抽油泵漏失情况越来越严重问题,工艺方面从改善设备材质入手,综合考虑其性能和成本,结合钴铬钨的抗腐蚀性强和碳化钨的抗磨损强的优点,综合应用特殊阀副,完善工艺配套,延长检泵周期;
(3)作好抽油泵入井的试压工作,从源头控制漏失。
(4)降低抽油泵漏失,延长油井检泵周期是一项长期持续的工作,需要在生产实践中不断进行总结,提炼出既经济又适合本区块特点的管理及配套工艺系列技术。
参考文献
[1] 王鸿勋,张琪,等.1996.采油工艺原理.北京:石油工业出版社
[2] 丁玲.抽油泵漏失试验研究.石油仪器第21卷第5期(2007).
[3] 一种防杂质固定凡尔.钻采工艺(2011.7)
作者简介
1975年10月出生,1999年毕业于江汉石油学院,石油工程专业,现为采油三厂采油工艺研究所技术干部。
【关键词】 定向井 抽油泵 漏失治理
1 抽油泵漏失现状
长庆油田采油三厂所辖油田为低渗、特低渗油藏,主要采用丛式井组定向井开发,随着大部分老油田步入开发中后期,含水升高,同时新建区块大丛式井组的大量应用,导致井筒状况越来越复杂,腐蚀、结垢、供液不足、井斜等导致的抽油泵漏失问题越来越严重。
从表1可以看出,从2009年-2011年总检泵井次10953井次,其中泵故障4790井次,占总检泵的43.73%,泵故障中漏失检泵2916井次,占泵故障的60.88%,因此抽油泵漏失是影响检泵的最主要因素。
2 抽油泵漏失原因分析
抽油泵漏失主要分为泵漏(柱塞与泵筒配合间隙漏失)和附件漏(固定阀漏失,游动阀漏失和双阀漏失)两方面。从检泵情况可以看出,采油三厂斜井中的抽油泵漏失主要是阀球漏失,从抽油泵的工作原理可以看出,阀球是深井泵中主要设备之——深井泵中控制油液单向流动的部件,承受着来自井底流压、液柱重力、管杆重力等多方面的压力作用,同时受到含有腐蚀介质及砂粒的原油的冲刷,且阀球与座以一定的频率相互撞击,其密封性能很容易遭到破坏。
导致采油三厂抽油泵阀副漏失的主导因素:
2.1 沉没度及阀球硬度影响
低渗透油田,油井间歇出液,油井沉没度低,泵内井液充满度差,上下冲程时易发生“液击”和“气蚀”现象,容易造成阀座及密封面腐蚀、沟槽、冲击变形,加之所使用的阀座硬度不够、阀球和阀座密封配合存在偏差,以上因素共同作用导致固定凡尔过早失效。
2.2 结垢、腐蚀的影响
油田在开发中后期,油井的水、气、砂等较多,加上石蜡、胶质沥青、腐蚀性介质的综合作用,表面会形成方向性的冲刷痕迹,造成泵阀组件严重破坏,固定阀组件工作失效而使泵不能正常工作。
2.3 部分井泵挂处井斜大,固定凡尔关闭滞后或阀座偏磨导致漏失
部分井,特别是大从式井组,泵挂处井斜角大,阀球和阀座线性接触不均,阀关闭时长时间与一侧接触面单一碰撞,使得最后接触的切面出现刺漏。
2.4 气体的影响
三叠系油藏部分油井气油比高,气蚀造成刺漏和泵筒充不满导致阀球延迟关闭造成漏失。
3 治理措施
3.1 加强井筒基础管理
开展对标分析,狠抓基础管理和目标管理,夯实井筒管理。
3.1.1规范基础资料台帐
完善四项资料:《油井检泵记录》、《新工艺新技术台账》、《频繁上修井记录》、《检泵周期台账》,做好四项分析:井筒现状和存在问题、历年配套工艺效果、检泵原因分析、不同区块井筒治理特点,提供技指导:提供水质、垢型、腐蚀率测定,井筒配套工具应用指导;定期对各单位实施情况进行指导、检查,进行通报。
3.1.2加强井筒净化,改善抽油泵应用工况
利用载荷、电流曲线关系图确定油井结蜡周期,合理安排油井热洗计划;同时对比热洗前后功图变化,评价热洗效果,优化热洗工艺。2012年,全厂热洗1690井次,与2011年同期对比,热洗井次上升了679井次,上升幅度为67%。
3.1.3抽油泵区块定型,服务生产
分析深井泵和井下附件的应用效果,下发《关于进一步规范“管、杆、泵”及井下附件使用与管理建议的通知》,规范抽油泵的上报、验收,从源头上把关。
3.2 应用特殊阀副
先后引进了“钴铬钨球+座”、“碳化钛球+碳化钨座”、“碳化钨球+座” 新型阀副进行抽油泵的漏失治理。截止目前共使用特殊阀副1086套,目前在用823套,效果明显。
3.2.1钴铬钨
试验应用钴铬钨阀副492套,该阀副平均故障率频次4.5%(表2)。
3.2.2碳化钛球+碳化钨座
2011-2012年在五里湾一区和郝坨梁作业区共下入“碳化钛球+碳化钨座”63套,目前在用46套,出现故障1套,是因为固定阀偏磨,线性接触不均匀。故障率为1.6%。
从柳9-41使用情况可以看出,应用该阀副后,使用周期较普通阀副延长376天,效果明显(表3)。
3.2.3碳化钨球+座
2012年共下入“碳化钨球+座”178套,目前在用151套,阀副故障2井次,故障率为1.3%,从起出井看该阀副不宜在结垢井中下入,平均使用天数51天,在用井平均使用天数191天。
3.3 改进固定阀
针对固定阀球跳动过高导致关闭滞后、原油漏失率大的问题,将其移动距离由常规的39mm降低为18mm。同时针对阀座上下密封面刺漏的情况,添加1mm厚紫铜垫子,同时在垫子上下涂抹厌氧胶,由于紫铜垫子材质软,塑性好,球座在压实后,紫铜垫子发生塑性变形,厌氧胶固化,大大提高了阀座的密封性,减少了阀座的刺漏。截至2012年底共实施285口井,平均检泵周期由374天延长到465天,共延长了91天(图1)。
3.4 推广双固定阀副
油井因结垢、地层出砂等原因,井筒状况较差,当抽油泵单个固定阀不能适应复杂的井筒工况时,容易造成频繁漏失。根据井筒状况,有针对的应用双固定阀,即普通不锈钢球(座)+普通不锈钢球(座)或者特殊阀副组合,或者特殊阀副+特殊阀副组合,达到“双保险”的目的。2012年共应用双固定阀副1508井次,其中因固漏、阀副问题检泵18井次,故障率为1.2%,防漏失效果明显。 3.5 泵挂调整
固定凡尔关闭滞后或阀座偏磨导致漏失,可以通过加深或上提泵挂避开井斜较大处来防漏失,2012年加深泵挂41井次。
4 取得的效果
2012年共检泵4197井次,其中抽油泵故障检泵1738井次,与2011年相比,因泵故障造成的单井检泵频次下降了0.03次/年.口,因抽油泵故障检泵比例下降0.86%。其中泵自身故障954井次,占泵故障原因的54.8%,与2011年同期对比下降了14.1%,主要是2012年阀副漏失井次比去年同期下降了286井次(表4)。
5 认识与建议
从检泵情况可以看出抽油泵漏失问题仍然非常严重。由于抽油泵漏失受油藏、井筒状况、人为管理等多方面的影响,情况复杂。如何控制抽油泵漏失,仍需要进一步完善和优化。
下面根据采油三厂油田特点及生产实际情况,提出以下几点建议:
(1)井筒基础管理是关键,从油井的检泵情况入手,详细了解每一口油井的结蜡、结垢、腐蚀情况,摸清其周期,继而完善和优化油井的化学三防和井筒净化等基础管理工作;
(2)针对大部分油田逐渐步入开发中后期,含水升高,油井腐蚀导致的抽油泵漏失情况越来越严重问题,工艺方面从改善设备材质入手,综合考虑其性能和成本,结合钴铬钨的抗腐蚀性强和碳化钨的抗磨损强的优点,综合应用特殊阀副,完善工艺配套,延长检泵周期;
(3)作好抽油泵入井的试压工作,从源头控制漏失。
(4)降低抽油泵漏失,延长油井检泵周期是一项长期持续的工作,需要在生产实践中不断进行总结,提炼出既经济又适合本区块特点的管理及配套工艺系列技术。
参考文献
[1] 王鸿勋,张琪,等.1996.采油工艺原理.北京:石油工业出版社
[2] 丁玲.抽油泵漏失试验研究.石油仪器第21卷第5期(2007).
[3] 一种防杂质固定凡尔.钻采工艺(2011.7)
作者简介
1975年10月出生,1999年毕业于江汉石油学院,石油工程专业,现为采油三厂采油工艺研究所技术干部。