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[摘要] 抽油井的抽油杆、油管偏磨现象在油田开发生产中存在较普遍且抽油杆偏磨问题比较突出，由于偏磨现象导致油井检泵周期缩短，作业成本增加，本文在对现场倒井资料分析的基础上，分析了影响抽油井管杆偏磨的诸多因素，列出了防治偏磨的一些工艺，为今后抽油井的管杆偏磨治理提供了参考。
[关键词] 管杆 偏磨 腐蚀 防止措施
一、抽油井偏磨、腐蚀现状
我队主管面一区、北二区及零散井区部分油井，抽油井共计94口正常开抽83口，其中斜井43口，占总井数51%。油井平均泵径57.2mm,平均冲次3.2次/分，平均冲程3.9次/分，平均泵效68.8%，平均动液面536m，平均沉没度369m，日产液2832方，日产油150吨，平均含水94.5%。已进入高含水开采阶段，油井井况发生了很大变化，加之多年的强注强采，致使杆、管在井下的工作条件日益恶劣，抽油井偏磨腐蚀加剧，各种原因引起的断脱漏失问题也就日趋增加。据统计，发生管杆偏磨腐蚀的油井由2009年47口上升到2010年61口，表1上可以看出采油三队2009-2010年维护性作业井次163口，其中因为管杆偏磨、腐蚀造成维护性井次占总维护工作量66.2%。综上可以看出，管杆偏磨危害性极大，已经成为制约油田开发中后期高效稳产的严重矛盾，因此，应用新技术，新工业，减少偏磨腐蚀，降低采油成本的有效途径之一。（见表1所示）
二、抽油井管杆偏磨、腐蚀机理
1、管杆弯曲接触产生偏磨
（1） 井斜引起偏磨
由于井身不直，造成抽油杆在上，下冲程过程中抽油杆柱与油管之间直接接触发生摩擦而导致管杆严重磨损。离井口越近，磨损越严重，油管的倾斜角度越大，磨损就越严重。
在井眼弯曲度越大的地方，油管内壁与抽油杆本体产生摩擦，油管偏磨面积较小，磨损较严重，在抽油杆柱的上部，表现为单面偏磨，这种偏磨往往把油管磨穿，偏磨现象中最常见也是破坏性最大的一种。2010年我队斜井维护性作业36口，斜井造成偏磨约占维护作业井总数的41%。
（2）底部抽油杆弯曲磨损分析
抽油井下冲程是抽油杆中性以下部分会因各种阻力弯曲而与油管偏磨。下冲程时，中性点以上抽油杆呈拉伸状态。下部抽油杆弯曲致使抽油杆与油管发生偏磨，八面河油田抽油机井这种原因引起的偏磨一般都发生在泵上400m以内。
（3）油管蠕动引起的偏磨
如果油管末经锚定，在交变载荷作用下震动的油管也会加剧与抽油杆的偏磨，还会与套管偏磨。油管弯曲造成的偏磨主要局限于泵上部附近，即中性点以下到泵位置。中性点位置又与泵以下尾管长度油管。若尾管加长，则泵下的重量加重，就可以弯曲应力抵消。
（4）生产参数对偏磨有影响
冲程，冲次，沉没度以及泵径都会影响管杆偏磨。在理想状态下，抽油杆全部重量应该加载到抽油机驴头上，上、下冲程换向时抽油杆下行速度与驴头速度同步，抽油杆柱处于拉伸状态。但实际生产中，抽油杆下行受到井液的阻尼作用、杆管以及柱塞与泵同之间摩擦阻力。
为了提高产液能力，由于生产参数不合理，相当一部分油井由于冲次过快，抽油杆下行速度于驴头的运动速度，造成中和点以下抽油杆几乎全部处于受压状态，产生失稳屈曲变形，弯曲变形的抽油杆与油管发生接触磨擦，进一部加剧偏磨的严重性。泵径越大，抽油杆下行受到的阻尼越大，抽油杆发生弯曲变形的可能性越大，杆管偏磨几率也越大。
2、管杆腐蚀磨损分析
腐蚀磨损主要受以下因素影响：产出液介质的影响，综合含水影响，缝隙腐蚀和冲蚀明细，偏磨加剧腐蚀。
（1）产出液介质的影响
油井综合含水的上升使产出液相由油包水型转换为水包油型，油管与抽油杆之间的接触面因为失去原油的润滑保护而磨损速度加快同时；因为温度高且富含矿物质、CO2，H2S腐蚀性气体、H+、Cl-及细菌等腐蚀介质产出水与管杆直接接触，使其产生腐蚀。CO2含量越高，产出水中产出的H+越多，PH值越低。产出水显弱酸性，腐蚀性强。同时产出水中H2S与铁化学反应生成FeS和H2,对管杆产生氢脆腐蚀。
由于PH值低，H+离子多，而产出水含Cl-高，存在下列化学反应式：
H++ Cl-→HCl形成具有强腐蚀性体系。
（2）综合含水的影响
随着开发时间延长，产出液综合含水逐年上升，2009年采油三队平均含水94.3%，偏磨腐蚀45口，而2010年平均含水94.5%，偏磨腐蚀达到了60口，含水越高偏磨腐蚀越严重。其原因是：当油井产出液含水率大于74.02%时，产出液换相，由油包水型转化为水包有型，于是，杆管表面失去原油的保护作用，产出水直接接触抽油杆与油管，腐蚀速度增加。磨撒的润滑剂原油变为产出水，失去原油的润滑作用，抽油杆和油管内壁磨损速度加快，磨损严重。
（3）缝隙腐蚀和冲蚀明细
产出水的强腐蚀性，使抽油杆、油管丝扣连接处产生缝隙腐蚀。另外，产出水对油管公扣外缘的冲洗作用，易使油管公扣老化。油管螺纹联接处在偏磨腐蚀、缝隙腐蚀和冲蚀的综合作用下，易使该处产生油管断脱，刺漏。研究现场数据发现，排量大的油井，产出液流速快，冲蚀现象增多。
（4）偏磨加剧腐蚀
偏磨和腐蚀并不是简单的叠加，而是相互作用，相互速进，二者结合具有更大的破坏性。由于偏磨表面被活化，成为电化学腐蚀的阳极，从而形成了大阴极小阳极的电化学腐蚀，而产出液是强电解质，具有强腐蚀性，对电化学腐蚀起催化作用，更加剧了腐蚀，阳极被牺牲，即偏磨处优先被腐蚀。
三、杆管偏磨腐蚀综合治理技术
管杆偏磨和腐蚀有多种原因：一是多种因素使抽油泵活塞下冲程阻力增大，导致抽油杆柱弯曲：二是井斜增加了管杆的接箍面和接触应力：三是高含水增加了管杆接触面摩擦阻力。对前者可通过优化施杆组合和采用底部加重技术来解决，而对后两者采用转移接触面，降低磨损系数来减轻管杆磨损。
1、防偏磨技术
（1）应用扶正器
抽油杆扶正器是防止和减缓深抽油杆柱偏磨、降低杆柱摩擦阻力、提高系统效率的有效手段之一。目前主要应用的防偏磨材料是尼龙。扶正器结构形式大体上分为分辨式扶正器和接箍式扶正器。分辨式扶正、器是一种质轻、自润湿性好、耐高温、抗磨损、耐腐蚀、抗拉、抗压、冲击强度高等特点扶正器。接箍式扶正器是适当加长抽油杆接箍，并在接箍安装扶正防偏磨尼龙体，长度一般在25-50cm之间。接箍式扶正器克服了分辨式扶正器易在抽油杆本体上相对移动的缺点，从而有效地保护抽油杆接箍，应用效果良好。
（2） 应用旋转井口
旋转井口是针对改变油管偏磨位置延长油管寿命而开发的新型井口装置。它具有结构简单，操作容易的特点。该装置可通过地面定期人力转动来改变油管与抽油杆摩擦面，使磨损面均匀分布，从而达到延长油管使用寿命目的。同时也有旋紧油管丝扣、防止脱口的作用。应用旋转井口技术时常配套使用抽油杆扶正器，可大大提高防偏磨效果。
（3）合理调整生产参数
在满足产液量的需求的前提下，尽可能采用长冲程、低冲次，减少偏磨次数，延长管杆使用寿命。
另外增加尾管悬重可减小泵上油管弯曲；在抽油杆柱底部加加重杆，可使抽油杆中性点下移，减少抽油杆弯曲；增减一定长度的油管短节可以改变抽油杆住上的接箍的位置，达到改变偏磨位置的目的；对低能低产液井，采取间抽制度，可防止干摩；对油管外偏磨严重井下油管锚定器，可防止因油管柱蠕动而造成油管、套管磨损。
2、防腐蚀技术
（1）加缓蚀剂防腐
加缓蚀剂是油井井筒和地面集输系统腐蚀的一种常用而有效的方法之一。其原因通过缓蚀剂加入到产出介质中，与金属本体形成一种致密薄膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开来，以达到保护金属，以防止腐蚀目的。通过缓蚀剂在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，达到减少磨损的目的。
（2）应用牺牲阳极防腐装置
利用电化学腐蚀原理，在抽油井腐蚀井段安装适当量的金属以充当电化学腐蚀中的阳极来接受腐蚀，以保护管杆。具体防腐蚀装置有牺牲阳极防腐油管短接和牺牲阳极防腐抽油杆接箍式扶正器，其内安装了锌铝合金块。牺牲阳极防腐蚀工艺一般与加缓蚀剂配套使用在严重腐蚀油井，以起到更好的防腐作用。
（3）应用具有抗腐蚀能力的抽油杆
抽油杆腐蚀严重的井可以应用防腐杆，防腐杆是表面涂了一层特殊
防腐涂料抽油杆，它的防腐性能适应于各种不同的腐蚀介质油井，但为了防腐杆表面防腐蚀层被磨损，不用于偏磨严重的井段。
四、治理效果
采油三队近两年对偏磨腐蚀比较严重井现场跟踪分析，取得了明显的效果。2010-2011年，偏磨腐蚀抽油井下抽油杆扶正器72口，安装旋转井口装置42口，加防腐缓冲剂17口；配套技术使用24井次，共投入资金50万。截止到2011年上半年平均免修期由379d延长到396d，年减小管杆损失及作业费用25万，合计创效32万，取得良好的经济效益。
五、认识和建议
1、井斜是有杆泵井发生偏磨的主要因素。
2、偏磨井往往伴随有严重腐蚀现象，而腐蚀有加剧了偏磨程度。
3、目前所使用的抽油杆扶正器，旋转井口等都能起一定减缓偏磨作用，结合具体情况配套使用效果更好。
4、防偏磨、防腐蚀工作必须连续进行，人工旋转井口，人工加防腐药剂等必须按周期按时完成操作，否则，将严重影响效果。
参考文献：
[1]张琪.采油工艺原理.北京：石油工艺出版社，1998.56-63.
[2]方仁博，罗英俊. 采油技术手册〔M〕.北京：石油工艺出版，1991.
[3]佟曼丽.油田化学〔M〕.山东：石油大学出版社，1996.
作者简介;
吐尔逊江，2003年7月毕业西安石油大学，1978年1月18日出生。
[关键词] 管杆 偏磨 腐蚀 防止措施
一、抽油井偏磨、腐蚀现状
我队主管面一区、北二区及零散井区部分油井，抽油井共计94口正常开抽83口，其中斜井43口，占总井数51%。油井平均泵径57.2mm,平均冲次3.2次/分，平均冲程3.9次/分，平均泵效68.8%，平均动液面536m，平均沉没度369m，日产液2832方，日产油150吨，平均含水94.5%。已进入高含水开采阶段，油井井况发生了很大变化，加之多年的强注强采，致使杆、管在井下的工作条件日益恶劣，抽油井偏磨腐蚀加剧，各种原因引起的断脱漏失问题也就日趋增加。据统计，发生管杆偏磨腐蚀的油井由2009年47口上升到2010年61口，表1上可以看出采油三队2009-2010年维护性作业井次163口，其中因为管杆偏磨、腐蚀造成维护性井次占总维护工作量66.2%。综上可以看出，管杆偏磨危害性极大，已经成为制约油田开发中后期高效稳产的严重矛盾，因此，应用新技术，新工业，减少偏磨腐蚀，降低采油成本的有效途径之一。（见表1所示）
二、抽油井管杆偏磨、腐蚀机理
1、管杆弯曲接触产生偏磨
（1） 井斜引起偏磨
由于井身不直，造成抽油杆在上，下冲程过程中抽油杆柱与油管之间直接接触发生摩擦而导致管杆严重磨损。离井口越近，磨损越严重，油管的倾斜角度越大，磨损就越严重。
在井眼弯曲度越大的地方，油管内壁与抽油杆本体产生摩擦，油管偏磨面积较小，磨损较严重，在抽油杆柱的上部，表现为单面偏磨，这种偏磨往往把油管磨穿，偏磨现象中最常见也是破坏性最大的一种。2010年我队斜井维护性作业36口，斜井造成偏磨约占维护作业井总数的41%。
（2）底部抽油杆弯曲磨损分析
抽油井下冲程是抽油杆中性以下部分会因各种阻力弯曲而与油管偏磨。下冲程时，中性点以上抽油杆呈拉伸状态。下部抽油杆弯曲致使抽油杆与油管发生偏磨，八面河油田抽油机井这种原因引起的偏磨一般都发生在泵上400m以内。
（3）油管蠕动引起的偏磨
如果油管末经锚定，在交变载荷作用下震动的油管也会加剧与抽油杆的偏磨，还会与套管偏磨。油管弯曲造成的偏磨主要局限于泵上部附近，即中性点以下到泵位置。中性点位置又与泵以下尾管长度油管。若尾管加长，则泵下的重量加重，就可以弯曲应力抵消。
（4）生产参数对偏磨有影响
冲程，冲次，沉没度以及泵径都会影响管杆偏磨。在理想状态下，抽油杆全部重量应该加载到抽油机驴头上，上、下冲程换向时抽油杆下行速度与驴头速度同步，抽油杆柱处于拉伸状态。但实际生产中，抽油杆下行受到井液的阻尼作用、杆管以及柱塞与泵同之间摩擦阻力。
为了提高产液能力，由于生产参数不合理，相当一部分油井由于冲次过快，抽油杆下行速度于驴头的运动速度，造成中和点以下抽油杆几乎全部处于受压状态，产生失稳屈曲变形，弯曲变形的抽油杆与油管发生接触磨擦，进一部加剧偏磨的严重性。泵径越大，抽油杆下行受到的阻尼越大，抽油杆发生弯曲变形的可能性越大，杆管偏磨几率也越大。
2、管杆腐蚀磨损分析
腐蚀磨损主要受以下因素影响：产出液介质的影响，综合含水影响，缝隙腐蚀和冲蚀明细，偏磨加剧腐蚀。
（1）产出液介质的影响
油井综合含水的上升使产出液相由油包水型转换为水包油型，油管与抽油杆之间的接触面因为失去原油的润滑保护而磨损速度加快同时；因为温度高且富含矿物质、CO2，H2S腐蚀性气体、H+、Cl-及细菌等腐蚀介质产出水与管杆直接接触，使其产生腐蚀。CO2含量越高，产出水中产出的H+越多，PH值越低。产出水显弱酸性，腐蚀性强。同时产出水中H2S与铁化学反应生成FeS和H2,对管杆产生氢脆腐蚀。
由于PH值低，H+离子多，而产出水含Cl-高，存在下列化学反应式：
H++ Cl-→HCl形成具有强腐蚀性体系。
（2）综合含水的影响
随着开发时间延长，产出液综合含水逐年上升，2009年采油三队平均含水94.3%，偏磨腐蚀45口，而2010年平均含水94.5%，偏磨腐蚀达到了60口，含水越高偏磨腐蚀越严重。其原因是：当油井产出液含水率大于74.02%时，产出液换相，由油包水型转化为水包有型，于是，杆管表面失去原油的保护作用，产出水直接接触抽油杆与油管，腐蚀速度增加。磨撒的润滑剂原油变为产出水，失去原油的润滑作用，抽油杆和油管内壁磨损速度加快，磨损严重。
（3）缝隙腐蚀和冲蚀明细
产出水的强腐蚀性，使抽油杆、油管丝扣连接处产生缝隙腐蚀。另外，产出水对油管公扣外缘的冲洗作用，易使油管公扣老化。油管螺纹联接处在偏磨腐蚀、缝隙腐蚀和冲蚀的综合作用下，易使该处产生油管断脱，刺漏。研究现场数据发现，排量大的油井，产出液流速快，冲蚀现象增多。
（4）偏磨加剧腐蚀
偏磨和腐蚀并不是简单的叠加，而是相互作用，相互速进，二者结合具有更大的破坏性。由于偏磨表面被活化，成为电化学腐蚀的阳极，从而形成了大阴极小阳极的电化学腐蚀，而产出液是强电解质，具有强腐蚀性，对电化学腐蚀起催化作用，更加剧了腐蚀，阳极被牺牲，即偏磨处优先被腐蚀。
三、杆管偏磨腐蚀综合治理技术
管杆偏磨和腐蚀有多种原因：一是多种因素使抽油泵活塞下冲程阻力增大，导致抽油杆柱弯曲：二是井斜增加了管杆的接箍面和接触应力：三是高含水增加了管杆接触面摩擦阻力。对前者可通过优化施杆组合和采用底部加重技术来解决，而对后两者采用转移接触面，降低磨损系数来减轻管杆磨损。
1、防偏磨技术
（1）应用扶正器
抽油杆扶正器是防止和减缓深抽油杆柱偏磨、降低杆柱摩擦阻力、提高系统效率的有效手段之一。目前主要应用的防偏磨材料是尼龙。扶正器结构形式大体上分为分辨式扶正器和接箍式扶正器。分辨式扶正、器是一种质轻、自润湿性好、耐高温、抗磨损、耐腐蚀、抗拉、抗压、冲击强度高等特点扶正器。接箍式扶正器是适当加长抽油杆接箍，并在接箍安装扶正防偏磨尼龙体，长度一般在25-50cm之间。接箍式扶正器克服了分辨式扶正器易在抽油杆本体上相对移动的缺点，从而有效地保护抽油杆接箍，应用效果良好。
（2） 应用旋转井口
旋转井口是针对改变油管偏磨位置延长油管寿命而开发的新型井口装置。它具有结构简单，操作容易的特点。该装置可通过地面定期人力转动来改变油管与抽油杆摩擦面，使磨损面均匀分布，从而达到延长油管使用寿命目的。同时也有旋紧油管丝扣、防止脱口的作用。应用旋转井口技术时常配套使用抽油杆扶正器，可大大提高防偏磨效果。
（3）合理调整生产参数
在满足产液量的需求的前提下，尽可能采用长冲程、低冲次，减少偏磨次数，延长管杆使用寿命。
另外增加尾管悬重可减小泵上油管弯曲；在抽油杆柱底部加加重杆，可使抽油杆中性点下移，减少抽油杆弯曲；增减一定长度的油管短节可以改变抽油杆住上的接箍的位置，达到改变偏磨位置的目的；对低能低产液井，采取间抽制度，可防止干摩；对油管外偏磨严重井下油管锚定器，可防止因油管柱蠕动而造成油管、套管磨损。
2、防腐蚀技术
（1）加缓蚀剂防腐
加缓蚀剂是油井井筒和地面集输系统腐蚀的一种常用而有效的方法之一。其原因通过缓蚀剂加入到产出介质中，与金属本体形成一种致密薄膜，使金属本体与腐蚀介质隔离开来，以达到保护金属，以防止腐蚀目的。通过缓蚀剂在油管内壁形成的保护油膜，起到润滑作用，达到减少磨损的目的。
（2）应用牺牲阳极防腐装置
利用电化学腐蚀原理，在抽油井腐蚀井段安装适当量的金属以充当电化学腐蚀中的阳极来接受腐蚀，以保护管杆。具体防腐蚀装置有牺牲阳极防腐油管短接和牺牲阳极防腐抽油杆接箍式扶正器，其内安装了锌铝合金块。牺牲阳极防腐蚀工艺一般与加缓蚀剂配套使用在严重腐蚀油井，以起到更好的防腐作用。
（3）应用具有抗腐蚀能力的抽油杆
抽油杆腐蚀严重的井可以应用防腐杆，防腐杆是表面涂了一层特殊
防腐涂料抽油杆，它的防腐性能适应于各种不同的腐蚀介质油井，但为了防腐杆表面防腐蚀层被磨损，不用于偏磨严重的井段。
四、治理效果
采油三队近两年对偏磨腐蚀比较严重井现场跟踪分析，取得了明显的效果。2010-2011年，偏磨腐蚀抽油井下抽油杆扶正器72口，安装旋转井口装置42口，加防腐缓冲剂17口；配套技术使用24井次，共投入资金50万。截止到2011年上半年平均免修期由379d延长到396d，年减小管杆损失及作业费用25万，合计创效32万，取得良好的经济效益。
五、认识和建议
1、井斜是有杆泵井发生偏磨的主要因素。
2、偏磨井往往伴随有严重腐蚀现象，而腐蚀有加剧了偏磨程度。
3、目前所使用的抽油杆扶正器，旋转井口等都能起一定减缓偏磨作用，结合具体情况配套使用效果更好。
4、防偏磨、防腐蚀工作必须连续进行，人工旋转井口，人工加防腐药剂等必须按周期按时完成操作，否则，将严重影响效果。
参考文献：
[1]张琪.采油工艺原理.北京：石油工艺出版社，1998.56-63.
[2]方仁博，罗英俊. 采油技术手册〔M〕.北京：石油工艺出版，1991.
[3]佟曼丽.油田化学〔M〕.山东：石油大学出版社，1996.
作者简介;
吐尔逊江，2003年7月毕业西安石油大学，1978年1月18日出生。