抽油井低沉没度的危害_张旭.pdf

化学工程与装备 2023 年 第 1 期 152 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 1 月 抽油井低沉没度的危害抽油井低沉没度的危害 张 旭（大庆油田有限责任公司第三采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163000）摘摘 要要：石油作为一项重要资源，对于国家的发展和人们的日常生活产生着重要影响，而石油的生产需要经过多道工序，其中包括石油的开采。我国石油开采已经进行多年，目前油田已经处于一种中高含水阶段，已经不再像开采初始那样高产，同时在开采的过程中沉没度的数值不能够根据具体情况确定，长期较低的沉没度造成各种机械设备损坏严重、开采效率逐渐降低，同时开采成本逐渐提升，严重时会对整个油井的开发产生重要影响。因此本文选择抽油井的沉没度作为研究对象，对低沉没度下进行油井生产的危害进行分析，进而提出针对沉没度较低油井的治理措施，为油井的生产提供参考，促进油田能够高效且可持续地进行生产。关键词：关键词：抽油井；低沉没度；危害探讨；治理措施 前前 言言 石油作为国家发展的战略资源，受到每个国家的高度重视，甚至部分地区或者国家之间因石油资源而发生冲突和局部战争，可见石油的重要性。而石油的开采是获得石油的最直接方式，目前大多数国家开采石油的主要方式为机械采油，目前我国的抽油井占比较高，是石油生产的主力军，抽油井的沉没度能够直接影响石油开采的效率和相关企业的管理水平，在油井生产过程中扮演着十分重要的角色。目前我国石油开采逐渐深入，导致在长期的石油生产过程中以较低的沉没度进行，使得抽油泵在供液不足的情况下抽汲取，导致抽油泵损坏严重，产生一系列的异常现象，而如果长时间在低沉没度下运行，会出现一定的问题，例如在石油抽取的过程中容易产生结蜡现象，同时低沉密度会造成杆柱变形或磨损，使油管遭到破坏。因此低沉没度对抽油井生产过程中能够造成一定的危害，对此进行研究具有一定的理论价值和实际意义。1 1 沉没度的相关概述沉没度的相关概述 沉没度的英文名称为 submergence，它主要是指油井在进行生产的过程中，需要根据具体情况将深井泵沉没在井内动态液面以下的深度，但是在沉没的过程中需要保持一个合适的沉没度，主要是为了使井内液体能够克服进泵阻力和减小自由气的影响，使泵保持一个良好的充满度。油井生产涉及的设备和技术较为复杂，抽油井的抽油系统能否良好运行和沉没度具有直接的关系，因此需要对沉没度进行合理的确定，这样不仅能够降低抽油井系统运作过程中的能力消耗，对于在石油生产过程中的管理水平具有一定的影响，合适的沉没度能够使抽油效率大大提升，能够使企业获得持续需健康的发展，获取更大的经济效益。但是如果沉没度过低或者过高都会产生一系列的问题，例如当沉没度过低时，泵不能够充满泵筒，泵的效率比较低，会造成一系列的危害；当沉没度较高时，由于沉没深度有所增加，对于抽油设备的要求更高，会消耗更多的动力，但是泵的效果并没有很大提升。因此沉没度在油田开采的过程中因该十分重视，设置合理的沉没度，使其在石油开采的过程中能够不断提升效率和质量，减少开发过程中所需要的经济成本，油井底部一般会有一定的流动压力，而沉没度能够对其产生重要影响，合理的沉没度是使流动压力合理的基础，能够实现底层和油井之间的供采平衡。2 2 低沉没度对抽油井生产过程中的危害低沉没度对抽油井生产过程中的危害 沉没度在抽油井开采的过程中发挥着十分重要的作用，合适的沉没度能够使抽油井的生产效率大大提升，然而沉没度过低或者过高都会产生一系列的危害，下面主要对低沉没度对抽油油井生产过程中的危害进行探讨。2.1 低沉没度导致抽油井出现偏磨结垢问题 在油田开采的过程中会存在一系列的难题，其中就包括抽油井在生产的过程中出现抽油管结垢和抽油杆管偏磨的问题，而严重的结垢和偏磨现象使得设备不能够正常工作，影响产油的效率和质量。而油井开发过程中的结垢和偏磨现象都是属于低沉没度造成的，在油田开发的地区，地质构成比较复杂，在含有污垢的地质中开发油井时，如果供采出现失衡，那么就会出现一定程度的结垢现象，这种结垢现象主要是由于抽油井沉没度较低，受到供采平衡受到影响，出现了一种强迫抽取原油的现象，从而导致液面逐渐出现亏空，地下原油中存在的一些物质在较小压力下逐渐被溶解成气体，然后大量气体经过泵筒时会出现结垢现象。同时结垢的速度还受到含水量的影响，如果抽取的油井具有较高的含水量，潮湿的情况下会使结垢速度明显加快。这些污垢很难进行处理，一般情况下需要一定的时间后才进行清理一次，众DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.01.001 张 旭：抽油井低沉没度的危害 153 多的污垢长时间没有被清理而依附在抽油管的内部和外部，众所周知，如果粗糙度较高其摩擦力就会越大，原本光滑的抽油管在覆满污垢后其表面变得更加粗糙，使其在进行下沉开采的过程中阻力逐渐增加，管道与土质之家会产生一定的碰撞摩擦，进而造成抽油管的弯曲变形，最终引起杆管偏磨。杆管偏磨和抽油管结垢，在一定程度上影响着抽油井的开采效率，应该重视低沉没度对抽油井产生的结垢和偏磨现象。2.2 低沉没度影响抽油泵活塞，造成较高的检泵率 在对油井进行开采的过程中需要众多设备，其中抽油泵作为重要的一员，在对油井开采的过程中扮演着十分重要的角色。沉没度的高低对抽油泵能够产生较大的影响，尤其是对抽游泵的活塞，当低沉没度出现在抽油井当中时，抽油泵的活塞在逐渐下沉的过程中会撞击液面，活塞与液面的撞击会产生一定的力量，此种冲击力并不会无缘无故的消失，而是依附到固定凡尔上，当活塞与液面撞击的时候产生的力量是巨大的，巨大的冲击力最终出现在固定凡尔上，此时就会对其造成一定的破坏，例如导致固定凡尔球座产生刺漏的问题，对固定凡尔产生破坏的力度取决于活塞与液面撞击时的冲击力和冲击的次数，如果冲击力过大、冲击次数较多，产生的破坏能力就会越大，而固定凡尔球座在这种情况下就会遭到巨大的破坏，进而产生刺漏现象，随着时间越来越久，此种现象会引起抽油泵漏失，造成一定的损失。同时在低沉没度下长期的工作，原油在抽取的过程中产生脱气现象并使产出液结蜡在地层，而抽油泵与地层长时间的接触，受其影响泵也会出现结蜡的情况，如果结蜡情况严重很有可能产生卡泵的问题，导致检泵率上升，同时由于处在低沉没度的环境下，抽油泵会在工作的过程中产生较强的磨损，长时间的磨损会造成抽油泵的损坏，进而造成抽油泵的检泵率逐渐增加。2.3 低沉没度使抽油井的阀座和凡尔球座产生破坏 抽油井在进行开发的过程中，涉及的设备比较复杂，部分设备和零件的损坏就会影响到油井的开采质量和效率，当低成没度在油井开采过程中长时间存在时，就会使油井的阀座和凡尔球座产生破坏。众所周知，油井的开采并不容易，在开采的时候如果沉没度较低的话，在套管中一些比较轻的物质会逐渐的以一种气体的形式被吸进泵中，但是在油井开采过程中产生的一些气体极其不稳定，部分装置在将这些气体吸入的时候并不是完全密闭的状态，在气液长时间的冲蚀下就会对一些装置造成破坏，其中就包括凡尔球座。在油井开采的过程中会出现一定的问题，例如对油井进行检修的过程中发现油管和其他装置都没有破坏，而阀座和凡尔球座产生了破坏，一般情况下阀座和凡尔球座产生破坏的原因是其上部有杂物和其他异物，但是当沉没度较小的时候也会造成阀座和凡尔球座产生破坏，阀座和凡尔球座作为油井开采过程中的重要设置，如果在开采的过程中不能够及时地对沉没度进行及时的调整就会造成阀座和凡尔球座的刺坏，进而严重影响到石油的开采工作。3 3 对低沉没度的有效治理措施对低沉没度的有效治理措施 3.1 通过调小参数避免沉没度较低 在进行油井生产的过程中，需要通过共同努力提升开采效率和质量，通过将参数进行调小可以有效地避免沉没度较低的情况发生。众所周知，沉没度降低的化抽油井底的压力也会逐渐降低，而一般情况下液体的流度要远远小于气体的流度，这就在一定程度上造成了油层的脱气现象产生，久而久之便会产生一种新的脱气圈层，会对抽油井生产过程中的原油采收率造成一定的影响，因此为了改变此种状况，就需要保证井底拥有一定的压力，但是压力应该在一定的范围内或者应该有一个具体的值，一般情况下，井底的流压需要大于临界压力，这种情况下才能使油井的生产效率更高，原有的采收率才会更高。在油井生产的过程中由于各个油井可能处于不同的地质，不同的油井具有不同的情况，所以通用的做法就是通过调小相关参数来解决以上问题，抽油机的运载荷也会随着相关参数的降低而逐渐降低，使得抽油泵的使用寿命逐渐增加，进而起到降低生产成本的效果。3.2 加强对套压的控制和管理 在抽油井进行开采的过程中，会受到多种因素的影响导致其原油采收率受到影响，其中沉没度是否合理对其具有重要影响，而沉没度的高低受到抽油井套压的直接影响。在实际的开采过程中，如果抽油井的套压过高的化会对沉没度的合理性产生冲击，要想控制住抽油井的套压，就需要根据抽油过程中的具体情况找出相关的原因，进而分析套压高的原因，并通过合适的方式对套压进行降低，能够在一定程度上提升抽油泵的使用效率。同时在日常的抽油井生产过程中相关工作人员应该严格按照操作标准对套管中的气体进行排放，能够起到降压的效果，提升采油泵的抽取效率，能够很好地提升原油的采收率。因此通过对套压进行合理的控制是防止沉没度较低的重要措施。3.3 增强连通水井注水能力，有效改变低沉没度 抽油井生产过程中，如果沉没度较低，可以采用合适的方式对其进行提高，其中一个重要方式就是通过增强连通水井的注水能力，通过从连通水井出发提升沉没度是最为有效的方式之一。在一些有油井中如果注水层的连通性能较好的话就可以采用此种方式，如果连通性能不理想甚至较差的情况下就需要采取其他方式，例如对相关水井进行改变升级或者通过压裂的方式来提升其连通性。合适的沉没度能后有效的提升抽油井的效率，使其能够获得更高的经济效益，而通过将水井注水量增大来使沉没度达到合理的位置是一项重要措施。4 4 结结 语语 我国在各个发展阶段都不能离开石油，在石油开采的前期由于发展的需要，石油被大量的开采，导致目前多数油田进入了高含水期，而低成没度对于 （下转第（下转第 157157 页）页）范 蕾：采油工程面临的问题与对策 157 且岩石也较多，使得小油田的开采面临着一定难度。而在这些油田产品开发的中后期阶段，则由于小油田含油量也相对较高，因此只有加以全面研究并引导这类的小油田产品，才能切实提高小油田的采油质量与产出效益。特别针对一些低渗透率油井，尽管低渗透率油田的低效技术也可运用到小油田开发中，但该技术的采油效益却并不理想。所以，有关的工程技术人员往往在采油工程的后期，加大对油田含油量的调研工作，从而针对油田开采的实际状况提出合理、较为合适的油田开发技术，通过选择长跨越距离油层开采工艺技术，就可以合理开采上方油田资源。而通过在低渗透率油田时，通过适当选择长跨距油层开发技术，还可以达到油田的最大渗透率，并从而有效改善采油效果和开发效率。3.3 自动化仪表的应用 在采油过程中，由于要保证石油本身性质的稳定，对石油开采温度有着较高的要求。所以，企业必须对开发流程加以管理，保证温度变化处于合理的范围内，这就必须改造测温仪，并将它和智能监测装置密切地结合，以进一步提高自动化装置的智能程度，并利用先进网络管理技术手段，更加精确的了解开发流程中的温度变化规律，同时也极大地提高采油工艺品质水平。在油田开发流程中，由于受到的环境影响，企业大多采取钻井和其他方式合理开发深层石油资源，但同时随着地理环境的改变，对地下开采过程中的环境压力变动也产生了很大的影响，随着环境压力的改变，很有可能造成地下开采环境在整体上的坍塌，从而必须采用适当的压力检测装置，以实现更良好的监测与警示效果，在配置压力检测仪器时，利用网络信息技术将压力管理、压力告警、压力监测等的各个环节紧密联系，使整个石油开采程序更加一体化2。3.4 完善采油工程体系 采油技术的不断改进和发展，需要依靠国际领先的技术手段。在此过程中，还必须不断完善采油工程技术体系。同时针对油田发展的现实状况，要进一步提高石油企业