劉冬雪

【摘要】本文對油田油井套管損壞的原因進(jìn)行分析，提出幾種常見的套管損壞問題的檢測方法，并能夠采用合理的修復(fù)技術(shù)對其進(jìn)行修復(fù)，這有效的解決了油井因套管損壞導(dǎo)致停產(chǎn)的事故發(fā)生，對油井的正常運轉(zhuǎn)，保證完成生產(chǎn)任務(wù)具有很好的實際意義。

【關(guān)鍵詞】油井套管 套管損壞 原因分析 套管檢測 套管修復(fù)

1 油井套管損壞的原因

高壓注汽會導(dǎo)致套管損壞；地層巖性問題會導(dǎo)致套管損壞；應(yīng)力及化學(xué)腐蝕性問題會導(dǎo)致套管損壞；高壓注水會導(dǎo)致套管損壞。通常發(fā)生事故都伴隨著多種原因，所以進(jìn)行分析時我們需要綜合考慮，做到事無巨細(xì)。

1.1 油井自身因素導(dǎo)致套管容易發(fā)生損壞

油井自身因素導(dǎo)致套管發(fā)生損壞的因素有油井套管自身選材和設(shè)計上對強(qiáng)度值預(yù)計不夠；油井井眼的“狗腿度”超過預(yù)計標(biāo)準(zhǔn)；鉆井時油井套管抗磨度差或者地質(zhì)條件復(fù)雜；油井套管之間的絲扣密封性能不好或者連接部分不牢固，經(jīng)過常時間的強(qiáng)力工作發(fā)生損壞等，清者油井套管滲透，重者套管斷裂。

1.2 油井下套管地層因素復(fù)雜、地層巖石較多

油井地下地層因素復(fù)雜，經(jīng)常受到高壓排擠、地層下沉、地心引力、地下應(yīng)力變化等作用，導(dǎo)致油井套管受壓損壞。在鉆井過程中，常伴有地層異常高壓的排擠，如果在異常高壓下巖石層會對套管產(chǎn)生不均衡的擠壓力，套管強(qiáng)度承受能力難以抗衡排擠壓力時就會發(fā)生變形和斷裂，這樣就會損壞油井套管。鉆井時地層下降，地層出現(xiàn)滑移的時候會發(fā)生巖石之間的剪力增大，油層和蓋層發(fā)生不規(guī)律性交錯，壓實向下又向內(nèi)發(fā)生運動，很容易將油井套管剪斷。在鉆井過程中，地殼容易受到外力發(fā)生變化，因此導(dǎo)致油井套管受到的外力不均勻，有時甚至交錯受力，這加劇了套管的受力程度，地層巖石不規(guī)則對套管的碰撞加劇，套管容易破損和變形。

1.3 油井開采過程中所產(chǎn)生的因素導(dǎo)致油井套管損壞

在油井開采中，油層出砂能夠?qū)е律细矌r體上沖，下覆巖體下沉，這樣油藏層段縮短，對油井套管產(chǎn)生橫向的支撐力，會將套管彎曲或折斷。油井開采中的壓裂過程會將壓力沿著套管向上移動，這會加劇上覆蓋層壓力增加，發(fā)生錯斷現(xiàn)象，另外壓裂支撐劑也會導(dǎo)致地層沿層面滑動，因為壓力支撐劑固體填充時會發(fā)生永久性的體積變化。如果在注入?yún)^(qū)上部有強(qiáng)度較弱的位置就會發(fā)生錯斷，這種問題主要發(fā)生在沿著套管方向存在高壓泄漏時。當(dāng)超高壓壓裂沿著裂縫垂直連入蓋層中的泥巖層，那么泥巖層就會因為吸入大量的水而產(chǎn)生膨脹，這樣就會出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，這要求此處的油井套管設(shè)計時進(jìn)行充分的壓力測試，如果抗壓不夠就會發(fā)生損壞。油井熱采時，油藏因為受熱而膨脹，這樣底層的物質(zhì)就會發(fā)生應(yīng)力變化，會對油井套管產(chǎn)生一定的壓力。高壓注水能夠降低底層的有效應(yīng)力，這樣地層體積就會膨脹，對油層邊界產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，這樣鄰邊套管易受到破損。

1.4 地層腐蝕因素較多，對套管材料要求很高

油井井下充斥這各種具有腐蝕性質(zhì)的氣體和液體，其中有電化學(xué)腐蝕性物質(zhì)、化學(xué)腐蝕性物質(zhì)、細(xì)菌腐蝕性物質(zhì)和氫脆，這些對于油井套管的腐蝕性很大，尤其是井下的電解化學(xué)腐蝕，其中，CO₂、H₂S、HSO^4-、CL^-、HCO^3-、溶解氧等，對油井套管的腐蝕性很大，能快速導(dǎo)致套管損壞。

2 油井套管損壞檢查、檢測方法

油井套管檢查的方法有很多種，其中主要用的是電磁、渦流、超生波、機(jī)械電位、吸水剖面異常等方法，用這些方法可以對油井套管的物理信號進(jìn)行檢測，通過間接的方法判斷油井套管是否損壞，被腐蝕程度和被擠壓程度。這種方式檢測的準(zhǔn)確率較低，所以本文所采取的方法是超生色彩成像測試技術(shù)、井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)和多臂井徑測試技術(shù)。

2.1 超聲彩色成像測試技術(shù)

超聲彩色成像測試技術(shù)應(yīng)用于油井套管檢測時利用超聲波的傳播能力和反射原理對套管的管壁進(jìn)行掃描，通過彩色成像在計算機(jī)屏幕上可以清晰的分析出套管管壁的損壞情況。

2.2 井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)

井下攝像地面監(jiān)測測試系統(tǒng)可以將井下攝像頭深入套管內(nèi)壁進(jìn)行拍攝，能夠?qū)⑴臄z的畫面實時的傳到地面計算機(jī)中，通過圖像和數(shù)據(jù)的分析能夠檢查套管表面的變化，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的判斷套管損壞程度。

2.3 多臂井徑測試技術(shù)

多臂井徑測試技術(shù)是采用探針下到套管內(nèi)部對套管的內(nèi)徑進(jìn)行檢測，該儀器是由多個探針構(gòu)成，每一個探針都能夠?qū)μ坠艿膬?nèi)管半徑變化情況作出感應(yīng)，通過計算機(jī)處理軟件分析能夠準(zhǔn)確的判斷出套管損壞位置。

3 油井套管損壞修復(fù)技術(shù)

油井套管損壞修復(fù)有很多種方法，本文主要介紹機(jī)械整形修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、套管補貼技術(shù)、深部取套技術(shù)四種主要的油井套管損壞修復(fù)技術(shù)。

3.1 機(jī)械整形修復(fù)

套管受到擠壓變形，可以采用脹管器對套管進(jìn)行整形。再經(jīng)過磨銑器和頓擊器輕輕的對變形的套管進(jìn)行處理，這種修復(fù)方法只適合用于套管變形程度較小的情況下，如果變形較大或者斷裂，則無法進(jìn)行修復(fù)。

3.2 化學(xué)修復(fù)

化學(xué)修復(fù)是油井套管損壞修復(fù)技術(shù)的主要采用措施，其中主要有爆炸整形、爆轟補貼、化學(xué)堵漏等。其中爆炸整形是對套管的橢圓形變形、套管錯斷、套管多點變形等問題進(jìn)行爆速控制和爆力控制進(jìn)行修復(fù)。這種方法技術(shù)含量較高，需要科學(xué)的控制好炸藥的用量和爆炸后力的走向，但其工作周期短、費用低，廣泛的應(yīng)用于各個油田。爆轟補貼是采用外徑小于原套管的套管下到套管內(nèi)通過爆轟的方式使其能夠脹大貼補漏處，通過此方法不但能夠修復(fù)套管還能提高套管的承壓能力?；瘜W(xué)堵漏是采用化學(xué)封堵劑對受到腐蝕和穿孔的套管進(jìn)行修補。

3.3 波紋管補貼技術(shù)

波紋管補貼技術(shù)對于套管的腐蝕、絲扣漏失、穿孔、封堵油層、誤射孔等具有很好的修復(fù)作用。波紋管補貼采用低碳鋼深入套管損壞位置，通過補貼工具使套管復(fù)原，并能夠借組粘結(jié)劑將波紋管貼靠在套管損壞處，將其修補，進(jìn)行密封處理后解決套管損壞問題。

3.4 深部取套技術(shù)

深部取套技術(shù)能夠?qū)⒂途碌奶坠苋〕鲞M(jìn)行更換，為解決套管部分損壞無法修復(fù)需要更換部件的問題提供解決措施，其能夠徹底解決錯段、破裂、補漏井的損壞問題。

4 結(jié)束語

油井套管損壞的因素很多，在油田開采中也經(jīng)常發(fā)生套管損壞問題，所以對套管損壞原因應(yīng)作出準(zhǔn)確的分析，看是油井自身設(shè)計問題、還是地質(zhì)問題、還是腐蝕性問題、還是生產(chǎn)問題等，再針對不同的問題做出快速的反應(yīng)，選擇合適的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行修復(fù)，快速解決套管損壞問題。另外，在油井套管使用中，首先要做好設(shè)計規(guī)劃，并提前做好預(yù)防工作，將風(fēng)險降到最低，保證油田順利開采。

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