油田套損井原因分析及治理對策研究

權(quán)巍

摘 要：在油田開發(fā)生產(chǎn)過程中，隨著時間延長，油水井措施不斷增加，大量套管發(fā)生損壞，嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)。套損原因是多方面的，通過對多個套損情況的調(diào)查分析，套損因素可分為地質(zhì)、工程和腐蝕三大類。油水井的套管損壞，基本都是主要因素和次要因素綜合作用的結(jié)果。

關(guān)鍵詞：套管損壞;影響因素;治理方法

中國地大物博，資產(chǎn)豐富，縱觀近些年來國內(nèi)油田開采工作的發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，油田的產(chǎn)能不斷提升。套損井的出現(xiàn)會造成油田產(chǎn)量大大損失，同時會給油田穩(wěn)產(chǎn)和后續(xù)的井下作業(yè)造成嚴(yán)重的威脅。近些年來，由于人民日益增長的物質(zhì)需要，對于油田的開發(fā)時間持續(xù)延長，常規(guī)的套管破損機(jī)械隔采治理工藝存在著成功率低等諸多問題。為了有效提高國家油田開采產(chǎn)能，必須積極挖掘現(xiàn)有的套管破損井的生產(chǎn)潛能，加強(qiáng)對油田套損井的治理技術(shù)研發(fā)，科學(xué)分析套管損壞原因及其機(jī)理，然后針對原因進(jìn)行治理思路和對策的研究。

1 套管損壞的影響因素

套管損壞的原因較多，包括油藏本身物理或化學(xué)變化，巖體整體或結(jié)合間滑動。油井本身固井質(zhì)量，施工操作不當(dāng)?shù)戎T多因素。通過分析認(rèn)為，套管損壞的影響因素主要有以下幾種：地質(zhì)因素：主要包括構(gòu)造應(yīng)力場、層間組合、巖層蠕變性能和泥液面膨脹;斷層活動等。開發(fā)措施因素：油田注水壓力過高或人工壓裂導(dǎo)致泥巖遇水膨脹，注水后引起地應(yīng)力變化、地層滑動或斷層活動;地層出砂造成生產(chǎn)層段掏空，套管失去支撐;地層虧空較大造成的地層沉降等。鉆井因素：主要包括固井質(zhì)量，管材選取和管體質(zhì)量。操作因素：主要有下套管時損壞套管、作業(yè)磨損、重復(fù)酸化、高壓作業(yè)、射孔等。腐蝕因素：主要包括高礦化度的地層水、硫氫酸根、硫酸還原菌、硫化氫和電化學(xué)腐蝕等。在上述因素綜合影響和作用下，將產(chǎn)生套管變形、彎曲、破裂、穿孔、錯段等多種類型的套管損壞。

2 油層套管損傷機(jī)理

地層出砂導(dǎo)致形成空洞，油層的承受力轉(zhuǎn)嫁給套管，是套損的主要因素;作業(yè)生產(chǎn)過程中管柱的滲漏、重復(fù)射孔、套銑、磨銑及體積壓裂、蓄能吞吐、酸化對套管的傷害;完井質(zhì)量差引起油層套管的損壞：一是固井質(zhì)量差;二是下完井套管時，絲扣損壞，引起套管漏失;生產(chǎn)過程中在注水時泥巖吸水蠕變、孔眼不完善或采液強(qiáng)度過高造成油層套管傷害。

3 套損區(qū)治理恢復(fù)原則

一是套損區(qū)注水井恢復(fù)注水時，要求注采完善，套損區(qū)內(nèi)側(cè)必須有采油井。二是為預(yù)防區(qū)塊內(nèi)外、層系間和井組間壓力產(chǎn)生波動，動、靜結(jié)合，首先進(jìn)行定壓補(bǔ)欠，各類注水井將注水壓力控制在5.0MPa注水。三是分兩個階段調(diào)整油水井單井配產(chǎn)配注方案。第一階段為實施新的總體配產(chǎn)配注方案階段，時間為三個月，其中恢復(fù)注水初期7天按新方案50%注水，8～25天按新方案70%注水，26天以后按新方案注水;第二階段為調(diào)整階段，根據(jù)井組注采平衡及壓力分布狀況對油水井單井配產(chǎn)配注方案進(jìn)行跟蹤調(diào)整。四是各套層系的注水井第一段配注原則：通過以往吸水剖面分析，第一段吸水量占全井30%以上的采取停注;吸水量占全井29%-20%之間的采取控注。五是注水井恢復(fù)初期，一個月內(nèi)必須進(jìn)行同位素測試，檢查管外是否竄槽;修后分層必須再次對套管進(jìn)行查套驗漏，證實無問題后方可注水，每周測一次套壓。六是底套管錯斷加固修復(fù)的注入井，允許注水壓力要按照底套損點計算。

4 套損井治理的思路以及對策分析

4.1 隔采

對于油田套管破損井的治理思路和對策，最為常用的就是隔采工藝技術(shù)。隔采工藝主要有液壓式斜井封隔器隔采工藝技術(shù)和長壽命封隔器隔采工藝技術(shù)。

4.2 套管內(nèi)加固技術(shù)措施的應(yīng)用

發(fā)現(xiàn)套管發(fā)生變形后，在套管內(nèi)部實施加固的技術(shù)措施，保持套管的密閉性，使其恢復(fù)井筒的正常狀態(tài)，達(dá)到套損修復(fù)的效果。利用水力作用，將套管內(nèi)部的加固管，通過井內(nèi)的焊接技術(shù)，將加固管固定在套管上，將損壞的部位補(bǔ)貼修復(fù)，達(dá)到套管內(nèi)加固的狀態(tài)，恢復(fù)套管的完整性。也可以選擇和應(yīng)用套管內(nèi)的懸掛技術(shù)措施，將回插式套管懸掛器輸送井筒內(nèi)，通過套管附件的作用，而將套管進(jìn)行修復(fù)。

4.3 液壓式斜井封隔器隔采工藝技術(shù)

對于某些套管破損斜井的治理過程中，采取常規(guī)封隔器隔采工藝技術(shù)后，容易出現(xiàn)油管彎曲變形、管桿偏磨現(xiàn)象加劇、抽油機(jī)械設(shè)備負(fù)荷大大增加等問題，這些狀況發(fā)生的解封壓力較大，容易導(dǎo)致結(jié)垢井大修拔鉆。因此，可采用液壓式斜井封隔器隔采工藝技術(shù)。液壓式斜井封隔器隔采工藝技術(shù)的工作原理是在座封階段，通過向油管內(nèi)注水加壓，讓液壓座封機(jī)構(gòu)在液流的作用下，快速達(dá)到抗壓阻力?？箟鹤枇_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，抗阻機(jī)構(gòu)剪切銷釘被剪斷，液壓座封機(jī)構(gòu)動作，推動硬扶正機(jī)構(gòu)鋼球開始爬坡，漲到套管內(nèi)壁扶正工具后，密封機(jī)構(gòu)膠筒通過壓縮密封套管，座封壓力值滿足要求后，完成座封工序。在解封階段，首先將管柱向上提起，解封機(jī)構(gòu)開始作用，解封剪切銷釘被剪斷，鎖定機(jī)構(gòu)達(dá)到要求自動彈開，密封機(jī)構(gòu)和硬扶正機(jī)構(gòu)被回收，解封工序完成。

4.4 取套換套技術(shù)的應(yīng)用

針對套管損壞的部位距離井口比較近的情況，利用套銑的技術(shù)措施，將套管損壞的部位磨銑掉，然后重新實施換套管的措施，將損壞的套管換掉。結(jié)合油田取套換套技術(shù)的實際，對錯斷井、錯斷彎曲井，實施取套換套的操作，對更換套管后的生產(chǎn)狀態(tài)進(jìn)行分析，推廣使用取套換套的技術(shù)措施，解決嚴(yán)重的套管損壞的問題。應(yīng)用套管磨銑工具，打通井筒的通道，為測試儀器的順利下井提供依據(jù)。研制配套的磨銑工具系列，解決鉆柱偏磨的技術(shù)難點問題。不斷提高磨銑的效率，為取套換套作業(yè)施工提供方便。縮短取套換套施工的周期，及時恢復(fù)井筒的正常運(yùn)行狀態(tài)，促進(jìn)油田生產(chǎn)的進(jìn)步。

4.5 增強(qiáng)套管的強(qiáng)度

在油田井套損中，進(jìn)行治理優(yōu)化，首要任務(wù)是提升套管的強(qiáng)度。在進(jìn)行治理時，提升套管強(qiáng)度，必須要充分認(rèn)識此措施的實施，能夠獲得不錯的效果。在具體實踐中，對套損井段，采取整形處理措施，或者磨銑處理措施，對其進(jìn)行加固處理，進(jìn)而保證油田井套損治理效果。除此之外，要持續(xù)加強(qiáng)固井，增強(qiáng)固井效果。在具體實踐中，要做好水泥漿的優(yōu)化調(diào)整，通過硬化水泥，并且在套管附近形成具有較強(qiáng)致密性的連續(xù)水泥環(huán)。

4.6 長壽命封隔器隔采工藝技術(shù)

油田套管破損井的治理過程中，常規(guī)封隔器具有隔采有效周期比較短、相對采油產(chǎn)能低等特點，同時，常規(guī)封隔器隔采工藝技術(shù)檢泵時間周期較短，還需要額外支出巨額的維護(hù)費(fèi)用。因此，對于套管破損井，長壽命封隔器隔采工藝技術(shù)具有更強(qiáng)的核心競爭力。長壽命封隔器是指通過將插管、防倒灌裝置與封隔器進(jìn)行集成設(shè)計，實現(xiàn)在一次操作中一趟管柱完成座封、丟手以及生產(chǎn)等，能夠大大簡化施工工藝。

5 結(jié)束語

通過對套損修復(fù)措施優(yōu)化的研究，合理解決套管損壞的問題，對油水井進(jìn)行大修作業(yè)施工，恢復(fù)套管的正常運(yùn)行狀態(tài)，保持井筒的完整性，促進(jìn)油田生產(chǎn)的順利實施，獲得最佳的油氣產(chǎn)能，滿足油田開發(fā)的經(jīng)濟(jì)性要求。

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