乾安油田套損因素淺析

高敬瑜

摘 要：隨著注水開發的不斷深入，注水井套管的工作環境不斷惡化，套損井不斷增加，為此通過套管縮徑變形及套管漏失損害等機理分析，找出造成套變的原因，防止或減少高壓注水井的套管損壞，為低滲透油田正常的注水開發提供堅實的基礎。

關鍵詞：套變；低滲透；注水

1 概述

乾安油田注水井套變嚴重，特別是油田，隨著注水開時間的延長，套變現象越來越表現出來，嚴重制約著注水井分注工藝的開展，影響著油田開發的水平。

2 乾安油田注水井套管損壞特征

低滲透油田高壓注水井套管損壞以套管漏失、縮徑變形為主，變形嚴重的發生破裂現象。而且射孔部位出現套管變形的注水井大都存在出砂情況。

3 乾安油田套損原因分析

本文只從地應力方面淺析套損原理及相關影響因素，具體分析如下：

3.1 地應力計算分析

通過油田數據中心測井數據庫檢索以下測井電子數據，應用軟件進行靜態條件下地應力及巖石力學參數分析計算。

由地應力分布圖和套損點深度疊加可知，大部分套損點不分布在地應力最高和地應力最低的區域，主要分布在高應力向低應力過渡的區域，即地應力變化較快的區域。

3.2 由乾安地區套變橢圓形態分析，套管外壁地層產生的非均勻載荷作用是導致套變必要條件。

①套管外擠載荷的非均勻程度對套管變形有較大影響

當P2逐漸減少時（與P1載荷的非均勻程度增加），套管內徑兩端的位移反而逐漸增加，并且P2減小到一定程度時，套管變形反而從彈性變形變為彈塑性變形。

②形成套變的非均勻地應力最小載荷低，而半軸位移大

要使套管產生塑性變形，非均勻地應力要比均勻地應力小的多，P1比P0小2倍，但非均勻地應力作用下的短半軸位移要比均勻地應力作用下的徑向位移大6～7倍。

傳統均勻地應力作用下設計的套管很難抵抗非均勻地應力的地層壓力。

③套管受非均勻地應力的抗擠強度降低分析

PF——使套管剛好產生塑性變形的一組最小非均勻地應力的平均值（即套管非均勻地應力抗擠強度）；

η——非均勻載荷下，套管抗擠強度的降低系數；

三種套管在非均勻地應力作用下，其抗擠強度的降低系數均在55%以上，嚴重削弱套管抗擠強度；

必須重視泥巖段套管柱設計，因為該地層塑性流動使得套管周圍受到非均勻載荷作用。

3.3 由于乾安地區套變現象主要集中于水井，說明注水引起井筒周圍泥巖吸水軟化，是造成套變的主要直接因素

依據以前曾測定的乾安油田地應力（高臺子油層、中部深1750m、巖性粉砂巖）可知正常情況下套管不會發生變形。

注水開發后情況發生變化，當注入水竄入泥巖層，泥巖吸水軟化，井眼周圍地層產生應力集中，形成周向應力。σmax=3σx-σy=85MPa。σmin=3σy-σx=52MPa。

因此注水原因形成更加不平衡的大于原地應力值的周向應力，擠壓套管，使其發生變形，因不平衡的周相應力分布形式為橢圓形，所以套管變形的形狀也為橢圓形。

4 下步研究方向

套管損壞的形態多種多樣，套管變形中除縮徑變形外還有橢圓變形、彎曲變形、單面擠變變形等；建議下步應用彩色成像測井技術或微井徑儀對套損形態作深入研究，為套損的研究、預防和治理提供確鑿證據。