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李經界?林小寧?陳永偉?王中偉

（華北油田公司第四采油廠，河北廊坊 065000）

摘?要：抽油泵的工作狀態是影響產量的一個重要因素。采油作業區油井的卡泵問題日益突出，嚴重影響油井正常生產，降低油井生產效率，縮短采油設備使用壽命，增加維護性作業費用。為此，對油井卡泵的原因進行深入分析非常必要。本文通過系統闡述卡泵的發生機理和主要影響因素，提出一系列預防措施，確保油井持續穩定生產。

關鍵詞：油井；卡泵；預防措施

中圖分類號：TE9;TE3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2025）01-0010-03

0引言

油井出砂、結垢、結蠟、偏磨以及作業質量差是造成油井卡泵的主要原因。隨著油井生產步入開采中后期，油井出砂、結垢、結蠟、偏磨等問題日益凸顯，同時也影響著作業質量合格率。本文從上述五個方面開展論述，提出符合實際生產的建議。

1油井出砂

油井出砂指油井在生產過程中，由于生產壓差過大、砂巖油氣層巖石膠結疏松等原因，使地層砂流入井筒的現象，嚴重時會堵塞油氣通道、泵筒，造成卡泵停產。油井出砂分為兩個階段。第一個階段是由骨架砂變成自由砂，這是導致出砂的必要條件，井眼壓力、原地應力狀態、巖石強度等應力因素是主要影響因素。第二階段是自由砂的運移，要運移由于剪切破壞而形成的松散砂，流速、滲透率、黏度等液力因素是主要影響因素。

生產過程中，只要滿足以上兩方面條件，油井就會出砂。要防止地層發生破壞，即不讓出砂的必要條件得到滿足，主要通過保持儲層壓力、減少生產壓差等控制應力的方式開展工作。但是，隨著生產的進行，儲層壓力衰減，巖石強度必然降低并發生破壞，這時主要通過控制流速來阻止自由砂的運移。

油井出砂的預防措施。關鍵要控制流速，實際就是控制產量，主要通過調節沖程、沖次來完成，遵循“長沖程、慢沖次”原則油井遇到修井作業時還應根據探砂面情況，認真分析出砂嚴重程度，合理采取下防砂泵、上提泵掛、割縫篩管、涂覆砂防砂等多種措施嚴重出砂井需要建立完善監控機制，定期送樣化驗含砂量變化[1]。

2 油井結垢

油井結垢是指油井內部管道和設備表面長期積聚沉淀物或沉積物。油井結垢是石油開采過程中的常見問題，結垢會增加油井維護成本，縮短設備使用壽命，在泵筒堆積過多會造成卡泵停井。

2.1 化學結垢

化學結垢主要是由井液中的溶解物質在金屬表面沉積產生的。油井井液中存在硫酸鹽，例如鈣硫酸鹽、鎂硫酸鹽等。當井液中硫酸根離子與金屬離子結合時，會形成硫酸鹽沉積物。這種結垢物質具有較高的硬度和附著性，通常呈白色或黃色。油井井液中含有碳酸鹽，例如鈣碳酸鹽、鎂碳酸鹽等。當井液中的二氧化碳溶解度降低、壓力降低或溫度升高時，碳酸鹽會從溶液中析出。碳酸鹽結垢物質質地相對較軟，通常呈灰色或白色。油井井液中含有鐵離子，當井液中的氧氣與鐵離子發生氧化反應時會生成鐵銹，鐵銹結垢物質具有一定硬度，通常呈紅褐色[2]。

2.2 懸浮物沉積

油井的固體顆粒、油脂、膠狀物等懸浮物也會沉積而形成結垢。井液中攜帶的固體顆粒，例如砂粒、黏土等，會隨著流動進入井筒，并在井液流速降低或停滯時沉積形成結垢。油井中存在油脂，包括原油、天然氣等，當井液中的油脂濃度較高時會沉積形成結垢。井液中含有膠狀物，例如膠體、聚合物等，這些膠狀物在金屬表面吸附堆積形成結垢。

2.3 溫度和壓力影響

溫度和壓力也是影響油井結垢的重要因素。溫度升高可以改變井液中的化學平衡，壓力降低會導致溶解度變化，都可以促使溶解物質從溶液中析出并沉積形成結垢。

油井結垢的預防措施可從以下四方面開展一是要選用合適的桿管材料，常見的材料包括碳鋼、不銹鋼、鎳基合金等二是要制訂合理加藥制度，在油井井筒內注入緩蝕阻垢劑是一種有效的治理措施三是要加強入井液的管理，采取氯化鈣壓井、油井酸化、油井注二氧化碳等措施后要及時注入緩蝕阻垢劑四是要加強注水井水質管理，確保水質合格，配伍地層流體物性[3]。

3 油井結蠟

在采油過程中，由于地層溫度、壓力降低以及輕質烷烴的逸出，溶解在原油中的石蠟會以晶體的形式析出，聚集并沉積在管壁等固相表面，即出現結蠟現象。油井結蠟并非純石蠟，而是石蠟、膠質、瀝青等混合物，通常還包含泥沙、水等雜質，結蠟嚴重時會堵塞油管、泵筒，造成泵卡停井[4]。以下是影響油井結蠟的因素有六種。

3.1 原油的性質及含蠟量

原油中所含輕質餾分越多，溶蠟能力越強，蠟的結晶溫度越低，保持溶解狀態的石蠟也就越多。同溫度下輕質油對蠟的溶解能力大于重質油。

3.2 原油溫度

當溫度保持在析蠟溫度以上時，蠟不會析出當溫度降到析蠟溫度以下時，開始析出蠟結晶，溫度越低，析出的蠟越多。

3.3 壓力和溶解氣

壓力低于飽和壓力時，蠟的初始結晶溫度隨壓力的降低而升高。采油過程中氣體的分離導致壓力降低從而降低原油對蠟的溶解能力，同時氣體的分離帶走部分能量，降低油流溫度，從而使蠟更容易結晶析出。

3.4 原油中的水和機械雜質

原油中的細小砂粒、機械雜質、水中的微粒會成為蠟結晶的核心，加劇結蠟過程。原油含水上升可減緩液流溫度的下降速度，并在管壁形成連續水膜，降低結蠟程度。

3.5 原油中的膠質和瀝青質

膠質為表面活性物質，可吸附于石蠟結晶表面阻止結晶的發展。瀝青質是膠質的進一步聚合物，對石蠟起到良好的分散作用，可以減輕結蠟。但是，膠質、瀝青質又對蠟具有增粘作用，使之不易被油流沖走，又促進了結蠟[5]。

3.6 液流速度和管壁特性

實驗表明，流速和結蠟量呈正態分布，開始隨流速升高，結蠟量隨之增加當流速達到臨界流速后，結蠟量開始下降。管壁越光滑越不容易結蠟，表面親水比親油更不容易結蠟。

油井結蠟的預防措施。一方面，針對含水高，具備一定油量的油井，可以摸索熱洗周期，定期用熱水融化筒內的蠟塊攜帶出地面另一方面，針對含水低、原油物性差的油井，制訂合理的加藥周期，定期向井內注入特定藥劑達到清蠟效果。

4 油井偏磨

油井偏磨問題一直是影響采油生產的一道難題。隨著油田進入特高含水及化學采油期，油井的偏磨現象越來越嚴重，偏磨產生的刮蠟塊碎屑、膠皮碎屑、金屬碎屑等進入泵筒也會導致井卡，直接影響油井的產量和壽命。影響油井偏磨的因素有以下五種

4.1 井身結垢

在井斜的作用下，由于井筒不垂直，在重力的作用下，油管必然發生彎曲，造成油井管桿發生偏磨。斜井偏磨比例大，且隨井斜角的增加，偏磨越發嚴重。直井不直、方位角變化、地應力變化使套管彎曲變形，造成管桿接觸偏磨[6]。

4.2 管、桿受力運動

桿柱組合在下行過程中由于下部抽油桿受重力影響小，以及浮力和摩擦阻力的影響，下部抽油桿易發生失穩現象，即抽油桿下行過程中容易發生彎曲，靠近油管壁的部分易發生磨損現象。一般情況下，泵掛越深，偏磨越嚴重沖次越高，偏磨越嚴重。

4.3 井液物性

井液包括地層產出液和人工注入液。地層產出液含水越高、礦化度越高、黏度越大、含蠟量越高，偏磨越嚴重人工注入液指開采過程中注入的各種溶液和化學品，如果溶液黏度大、含有酸性物質、帶有顆粒物質，都會加劇桿管的偏磨。

4.4 原油中的砂粒和雜質

原油中往往含有一定的固體顆粒物質，比如砂粒、碳酸鹽、硫酸鹽等。這些固體顆粒物質會隨著原油一起進入油管，與桿管表面發生摩擦，導致桿管表面磨損。

4.5 桿管組合

桿管組合不當是造成油井桿管偏磨的一個重要原因。抽油桿與油管尺寸過小，會增加管桿相互摩擦的幾率，特別是在井眼曲率大的附近，抽油桿的彎曲度大，管桿易于接觸，在相互運動的情況下產生摩擦。

油井偏磨的預防措施。井筒本身斜度不高的井可以在桿柱末端使用加重桿，增加拉伸力來減少光桿偏磨接箍偏磨嚴重的井可以使用防偏磨接箍和下扶正器相結合的方法對抽油桿柱和油管柱進行優化，不同井段采用不同類型與直徑的抽油桿適當調小生產參數，減少動載荷引起的偏磨對于出砂、結垢、結蠟、油稠影響大的油井，合理調小參數，定期安排洗井和加藥工作。

5 作業質量

油井井下作業是油田勘探開發過程中保證油井正常生產的技術手段，主要包括油井維修、油井大修、油層改造和試油等環節。作業中由于入井液雜質過多，沖洗不到位，桿管清理不合格，地層受到破壞，注入物質殘留，泵質量不合格等多種原因，導致作業質量不佳，井下存留大量固體物質或者黏稠物質，開井很容易發生卡泵情況[7]。

作業避免卡泵的預防措施。一方面，施工隊伍需要嚴格按照技術要求開展工作，杜絕違章作業，提高作業質量另一方面，密切關注作業進度，做好開井相關工作，比如，作業中發生氯化鈣壓井、酸化、酸性氣體注入，開井后都需要加入大量緩蝕阻垢劑進行處理。

6 結語

油井卡泵的原因主要由于油層出砂、結垢、結蠟、偏磨以及作業質量不佳等原因造成，一旦發生卡泵將嚴重影響油井正常生產，降低油井生產效率，縮短采油設備使用壽命，增加維護性作業費用。相關技術人員應當加強油井卡泵的原因分析和防治措施的研究，并推動相關措施的實踐應用，確保油井持續穩定生產。

參考文獻

[1] 曹振博,王龍.油井出砂原因及防砂技術研究[J].石化技術,2024(7):110112.

[2]劉永杰,楊頻,張大強.淺析油井結垢機理及清防垢技術[J].中國石油和化工標準質量,2022(10):166168.

[3] 任小波.油井結垢原因及化學防垢劑的選擇[J].化學工程與裝備,2021(3):5354.

[4] 王文群.油田開發后期油井清蠟防蠟方法[J].石油知識, 2024(2):1819.

[5] 陳倩.淺談油井清蠟防蠟工藝的應用[J].中國石油和化工標準質量.2023(18):175177.

[6]魏新.抽油桿柱偏磨問題分析與治理[J].化學工程與裝備, 2023(11):114116.

[7] 朱錦峰.抽油機井卡泵的原因分析[J].化學工程與裝備, 2023(1):141143.

作者簡介李經界（1983—），男，河北廊坊人，研究方向油氣田開發。

Cause Analysis and Preventive Measures of Oil Well Pump Jamming

LI Jingjie,LIN Xiaoning,CHEN Yongwei,WANG Zhong wei

(The Fourth Oil Production Plant of Huabei Oilfield Company, Langfang  Hebei  065000)

Abstract:The working condition of the oil well pump is an important factor affecting production. The problem of pump jamming in oil wells in the production area is becoming increasingly prominent, seriously affecting the normal production of oil wells, reducing production efficiency, shortening the service life of oil production equipment, and increasing maintenance costs. Therefore, it is necessary to conduct a thorough analysis of the causes of pump jamming in oil wells. This article systematically explains the mechanism and main influencing factors of pump jamming, and formulates a series of preventive measures to ensure the continuous and stable production of oil wells.

Key words:oil well;pump jamming;preventive measures