摘 要:油管漏失是油井檢泵的第二大影響因素，雖然油管在下井的施工過程中使用了絲扣膠進行密封，但是由于在用油管絲扣磨損嚴重、現場儀器檢測使用的局限性、井底段塞流的存在等原因，至使近幾年因油管絲扣漏失而檢泵的井數居高不下，給油井泵況管理和延長檢泵周期造成很大的影響。本文通過分析幾年來檢泵作業井，對造成油管絲扣漏失的因素作出了一個簡單的分析，并得出一些結論。
關鍵詞:油井;油管;絲扣;漏失;原因
Abstract: leakage of tubing pump inspection is the second influence factors, while the tubing in well construction process using the thread rubber seal, but due to the use of oil pipe screw wear serious, field instruments detection using limitations, bottom hole slug flow exists and other reasons, to make in last few years because of oil pipe thread leakage and pump inspection well high number, for the oil well pump condition management and prolongs the pump inspection period led to great effect. In this paper, through the analysis of several years of pump checking operation well, to cause the tubing thread leakage factor has made a simple analysis, and draw some conclusions.
Key words: Oil well;Oil pipe;Screw thread;Leakage loss;Reason
中圖分類號：TE358
1、前言
胡慶油田所屬中原油田采油五廠，地質特征具有低滲透、非均質嚴重、天然裂縫發育、油藏異常高壓等特點。目前， 2011年-2012年抽油機井共檢泵作業300多井次，其中因油管絲扣漏失而檢泵作業80多井次，占總作業井的25%以上，僅次于偏磨井比例，是油田油井檢泵的第二大影響因素。雖然油管在下井的施工過程中使用了絲扣膠進行密封，但是由于在用油管絲扣磨損嚴重、現場儀器檢測使用的局限性、井底段塞流的存在等原因，至使近幾年因油管絲扣漏失而檢泵的井數居高不下，給油井泵況管理和延長檢泵周期造成很大的影響。
通過分析幾年來檢泵作業井可以看出，造成油管絲扣漏失有以下兩方面因素：一是質量因素。包括作業施工質量和材質質量;二是疲勞損壞因素。因為質量因素是可以通過加大對人的管理來克服的，而對于疲勞損壞因素的影響，是很難預見，而又往往被人們所忽視的。因此，應從油管絲扣結構原理及產生漏失的原因，分析疲勞損壞因素對絲扣漏失的影響。
2、油管絲扣漏失原因分析
2.1油管螺紋牙塑性變形與絲扣漏失的關系
緊密的油管公扣和接箍母扣之間，主要承受軸向拉伸應力ι、徑向擠壓應力κ和環向應力ν的作用，如圖1所示。運用有限元理論對油管絲扣內部的應力和應變進行分析，發現在正常的工作狀態下，油管螺紋處于彈塑性工作狀態。
通過借鑒油管螺紋上扣后，受拉力載荷作用的有限元圖示分析看出，受力變形區的螺紋牙在拉力載荷的作用下產生塑性變形，這種變形狀態對新油管或磨損量小的油管不會產生漏失和脫扣現象。由于目前部分井下在用的油管絲扣磨損嚴重，造成油管公扣和接箍母扣之間存在縫隙，雖然施工時使用了絲扣膠密封膠，但是在每天上萬次的交變載荷，或高速動載荷的沖擊作用下油管發生疲勞破壞，使油管結構喪失正常工作能力。油管絲扣的牙塑變形會使絲扣的咬合出現縫隙，使油管絲扣滲水，最終導致油管漏失和脫扣。油田有7口出現過油管脫扣，且檢泵周期較長為801天。
2.2特定段塞氣流與油管絲扣刺漏的關系
油管刺漏一直是造成絲扣漏失的主要影響因素，在抽油井中，原油在地層壓力及外力的作用下，從井底沿井筒向上流動。在井筒內某一高度，當壓力低于原油飽和壓力時，溶解在原油中的天然氣，以小氣泡的形式逸出并存在于油流中。泵下原油在泵抽汲過程中，固定凡爾在上下壓力交替變化作用下，使小部分氣體進入環形空間并從套管直接逸出。流體進泵后，油管內的壓力進一步低于飽和壓力，氣體繼續分離并且膨脹，從而使管內出現了一段液體，一段氣體的段塞流。分布于段塞下部的一段或幾段氣柱被稱為特定段塞氣流，它是造成油管絲扣刺漏的基本條件，而彈性伸縮效應，對油管的刺漏起到了推動作用。
2.3彈性伸縮效應與絲扣刺漏的關系
抽油桿柱和油管柱都存在彈性伸縮，它將減小活塞沖程，與泵效成反比。油桿、管柱所受的載荷性質不同，則伸縮變形的性質與程度也不同。目前油田已處于中含水階段，油管內壁與管內液體之間的流動，由塑性或擬塑性的非牛頓流體轉為牛頓流體，油管內壁之間的粘滯力明顯下降，段塞流段的氣柱彈性伸縮效應明顯增加，因此加劇了絲扣刺漏的形成。
(1)壓力變化。抽油機從上死點到下沖程的半個沖程時(游梁處于水平位置)，泵內的活塞做向下加速運動，且速度達到最大值。管內流體一般處于失重狀態，氣柱上、下所受的壓力會明顯減小，氣柱的長度會進一步增大，由于泵效的存在，此時氣柱的壓力P1降到最小值。而在上沖程的上半沖程中，泵內活塞做由大到小的加速運動，此時，氣柱壓力P2需要增加到足以克服油管柱內部液體的重量、超失重所引起的額外重量、液體和油管內壁粘滯力，才能完成向上舉升過程。2個壓力的極限差為△P,即△P=P2-P1。由于△P是在高壓條件下半個沖程內完成的，其變化速度較高，因此導致段塞效應的產生。
(2)段塞效應。段塞效應是多種效應的組合，但對于油管絲扣刺漏的發生，其主要影響因素有四方面。一是旋流效應。由于氣柱內壓力變化，導致油管公扣和母扣之間，起阻擋和密封作用的大分子長鏈烴和具有多支鏈的原油分子，在慣性離心力的作用下，沿著絲扣的扣槽旋流到油管中去。二是空蝕作用。導致油管接箍內密封膠帶或密封脂逐漸剝落。三是熱效應。由于壓力和體積的急劇變化，致使其將自身的內能以熱能的形式傳遞出去，導致段塞氣柱所在位置的油管溫度上升，從而加速密封帶的老化速度。四是呼吸作用。無論油管與油管之間的密封程度有多高，總會有部分短碳鏈氣態烴(如甲烷等)從接箍處進行浸透，在壓力急劇變化的情況下，會使氣柱和環形空間浸透作用明顯加強，從而加快絲扣滲漏速度。
3、油管絲扣刺漏井的判斷方法
從以上理論分析中可以看出，對于油管絲扣刺漏井，只要找到該井的彈性伸縮的段塞氣流井段，就可以找到發生刺漏井段的位置。但每口井形成段塞氣柱的因素不同，所以形成段塞氣柱的位置也不同。因此，通過理論推理方法查找這個特定位置比較困難，但是通過分析，可以看出具有某些特性的井易發生油管刺漏現象?，F場最簡單的方法，是通過每口井的作業現場鑒定來判斷。
從油田幾年來絲扣刺漏井的數據上看，油管絲扣刺漏井具有井段跨度大，沉沒度低，動載荷影響大，中含水的特點。
通過理論與實際分析，具有以下特點的井易發生油管刺漏現象。
(1)氣油比較低、原油的泡點壓力較小、產液溫度較高的油井。
(2)沖次≥6次，沉沒度<500m，含水為中高含水的油井。
(3)易發生偏磨的油井。
(4)超過600d的在用油管。
4、幾點認識
(一)油田油管絲扣漏失井的發生，主要是質量因素和疲勞損壞因素。質量因素是可以通過加大對人的管理來克服的。一方面必須監督施工單位按嚴格標準進行施工、檢查。一方面油田自身要增加對油井的保護意識，油井反復多次作業不僅增加了油田管理工作的難度，還增加了油層受到傷害的機率，要確保做到少作業，作好業的要求。
(二)對于疲勞損壞因素造成的油管絲扣漏，很難從理論分析上預見它的發生，但是可以通過它的成因及已發生過漏失井的特點來預防其發生。
(1)采用油管錨定裝置，消除油管因上下沖程所產生的交變載荷，改善油管的受力，減小油管螺紋牙塑性變形。
(2)合理調整抽油機井的生產參數，恢復油井的液面，減小油管內、外的壓差。
(3)對于油管絲扣刺漏的油井，應采用下大泵、小沖次(按油井的供液能力，結合泵徑，沖次盡量小)的方法，以減小特定氣柱壓力變化的速度，削弱氣柱的彈性伸縮效應。
(4)根據油井作業，查找油井刺漏的特定井段，加強該井段的監督力度。對所下油管絲扣詳細檢查(刺洗干凈程度、絲扣磨損情況等)，更換段塞井段的油管，增加密封膠帶的厚度，減少油管內外的滲流效應，增加公扣和母扣之間的絲扣數量，增大滲流阻力。
