作業施工過程套管傷害機理研究

摘 要：文南油田套變井數呈急劇上升趨勢，越來越多的套變井出現，已經影響到了我廠的注水井網的完善和油田整體的開發部署。通過開展作業施工過程套管損壞機理的研究，從長期超高壓注水對套損的影響、擠堵及大型施工對套管的傷害研究、作業過程鉆銑修套工序對套管傷害研究以及過快的放壓速度對套管的傷害機理等多方面開展研究，旨在將作業過程對套管的損傷程度降到最低。

關鍵詞：作業施工；套管損傷；機理研究

中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2011）31-0331-02

一、概述

截至2010年12月31日，采油四廠共有總井數1 150口（不含報廢井，其中油井670口，水井480口），共發現事故井473口，事故井占總井數的41.1%，在473口事故井中，其中套損井246口，占事故井的52％。2010年累計作業油水井924井次，發現井況問題情況（見下表）：

由上表統計情況可以看出，我廠的套變井呈急劇上升趨勢，新增套變井已經占到了新增事故井的75%，越來越多的套變井出現，已經影響到了我廠的注水井網的完善，不遏制住套變事故井的急劇上升速度，將直接嚴重影響到文南油田整體的開發部署。

二、研究內容

1.長期超高壓注水對套損的影響

我廠目前正常生產的注水井有很大一部分還是20世紀80年代的一批老注水井，這些井由于服役時間長套管內外壁均有不同程度的腐蝕或形變，導致耐壓級別降低，同時加上套管鋼級較低（有部分井為J55鋼級），耐壓級別還不足達不到30MPa，而我廠目前最高注水壓力已經接近40MPa，平均注水壓力都已經超過了30MPa，長期超過套管承受能力的超高壓注水勢必會加劇套管的損壞。由于長期下大直徑工具通井、鉆塞和封隔器卡封，對套管劃痕和咬傷是非常明顯的，對套管的損傷會加劇套管的損壞。

2.擠堵及大型施工對套管的傷害研究

油田開發后期，大型擠堵、壓裂措施頻繁，由于老井套管承壓能力差，部分井雖然采取了一些措施，如部分井采取了卡封護套、水力噴射壓裂、施工限壓等措施，但為了保證措施效果，施工現場往往是追求的完成“擠堵、壓裂”施工任務，堵劑不進地層肯定堵不住，壓裂壓不開肯定達不到壓裂效果，因此施工的壓力往往高達50MPa~90MPa，如此高的施工壓力肯定會對套管造成不同程度的傷害，壓裂或擠堵后出現的套變井更是屈指可數。

3.作業過程鉆銑修套工序對套管傷害研究

伴隨著擠堵、打塞工作量的增多，鉆塞磨銑修套工作量也急劇上升。目前使用鉆銑工具主要包括鉆頭（刮刀、磨鞋、磨銑器、套銑頭等）、鉆具（螺桿鉆、鉆桿、動力水龍頭加油管），鉆塞過程如遇小件落物、輕微套變井時，進尺非常慢，反復磨銑、化眼或鉆銑無進尺時，會直接導致套管損傷，部分井嚴重時會導致套管開窗。W99-23井是2004年投產的一口水井，2009年11月因地層出巖屑卡管柱，大修隊上作業后因打撈困難，用磨鞋磨銑至2 978m時，進尺緩慢，磨銑兩小時后發現卡鉆無進尺，后打印證實該處套管已經開窗破損，最終導致該井中完報廢。因此建議對磨銑類工具鉆銑時，應盡可能將井下情況分析清楚，避免長時間套磨銑導致套管損壞。

4.放壓過快對套管的傷害機理研究

正常生產的注水井，無論是采油區放壓還是作業隊放壓，都可能會出現放壓過快的情況，部分井可能連水嘴都不安裝，直接用閘門控制放壓，往往會造成套管形變、地層吐砂、套管吸扁變形等套損情況。W33-277井是2007年1月轉注的一口注水井，2009年8月打塞下光管注水，正常注水壓力為35.8MPa，9月18日停注放壓后48小時放壓至油套落零，日放出水量達到了215方！報表數據反映回水干線穿孔。2010年10月14日該井上修補孔，卸開流程后發現套管閘門有地層細沙，起管解卡48噸未開，正反循環打壓20MPa不通，目前該井待上大修。分析該井應屬于盲目的放壓不當導致套損造成卡鉆的典型井例。因此無論是作業過程還是作業前采油區的放壓都要按規定安裝嘴子放壓（尤其是剛開始高壓應按規定使用小水嘴），避免壓力急劇變化引起套變。

三、經濟及社會效益

通過對作業施工過程套管損壞機理研究，找出了作業施工過程直接導致套損的原因，按年作業施工900井次計算，通過規范正確做法，每年按減少套損井5井次計算，每井次增效30萬元計，年創經濟效益30*5=150萬元。同時更具有較高的社會效益，有利于完善注采井網，提高油田開發效果，提高文南油田采收率。