油水井套管錯斷治理技術研究與應用

景偉 臧鑫赫 宋成立 常青

目前大多數油田由于多年開發和井網調整，造成井距近、井網密集、油水井井數多，井況復雜多變。在大修治理過程中，錯斷通徑大的套損井可采取取套、封井等大修技術進行治理，但有些井套管錯斷嚴重，套內套外吐泥巖不止，以常規大修取套、掃塞等技術無法達到有效治理目的。成為制約油田穩產和高效開發的不利因素。對套管錯斷機理進行認真分析，在不斷探索和總結的過程中，形成了套管錯斷井治理技術和套管錯斷的預防措施。

關鍵詞：套管錯斷；水泥穩層；泥巖膨脹；

1、套管錯斷機理研究

1.1套損產生原因

1.1.1套管缺陷影響

套管缺陷是指在套管加工制造時，出現壁厚不均勻、加工微裂痕或內部組織缺陷、連接螺紋間隙大等。這種套管下人井后，可能發生連接不好、密封不嚴、滲漏等問題，嚴重者會發生脫扣和斷裂。2016-2018年有部分新井投產時就發現套管錯斷，主要集中在250-300米之間，斜井為主，通過印痕發現套變魚頂為套管接箍。

1.1.2固井質量影響

鉆井井眼不規則、固井水泥不達標、水泥與巖壁膠結固化不好等問題都將影響到固井質量。固井質量差使套管失去水泥環的保護，受到巖石側向變形的積壓，引起套管損壞；高礦化度的地下水與套管發生化學腐蝕和電化學腐蝕；地層硫酸鹽還原菌、硝酸鹽還原菌與套管發生生化腐蝕，形成套漏。

1.1.3注水影響

油田進入全面注水開發后，隨注水壓力升高，油層孔隙壓力也隨之升高。孔隙壓力升高有提高驅油能力的作用，但在多方面條件下會引起套管變形，注水后油田油水井套損井數逐年增加。

1.2、泥巖膨脹、地層坍塌機理研究

在注水壓力較高條件下，注入水可從泥巖的原生微裂縫和節理侵入，也可沿砂泥巖界面處侵入。由于泥巖中富含蒙脫石等吸水礦物，會使泥巖發生體積膨脹，此時泥巖往往處于塑性狀態，當具備一定傾角時便會發生塑性流動，從而對套管產生擠壓，導致套管損壞。套變套漏處泥巖進一步大量吸水導致套管外周圍泥巖聚集膨脹，造成套管錯斷，

1.3上部套管錯斷機理

目前某廠有10余個新井平臺出現套管錯斷套返等事故，這些平臺井先出現返泥漿，再出現套管錯斷，最后發生套返，最終整個平臺套管錯斷、平臺套返嚴重，污染環境、造成油氣資源損失。下面以X號平臺為例：

該平臺2009年8月投產投注，共有14口，其中油井9口、水井5口， 2012年3月到2013年5月陸續確認5口油井在85m附近套管錯斷，套內吐泥巖，套外地層坍塌。

從鉆井情況分析，該平臺套管錯斷井錯斷位置均在表套底部以下位置，固井水泥均返到地面，從解釋結果看油層部位固井質量較好；地表淺層固井質量較差。該平臺3口井鉆井過程中發生過淺層泥漿漏失，吐泥巖嚴重，鉆進加不上單根現象。

2、套管錯斷吐泥巖井配套治理技術

某廠有20多口新井上部套管錯斷吐泥巖不止，在治理過程中主要有以下幾個困難：套管在80-120m左右錯斷地層坍塌套內外吐泥巖不止；在表套下部80m左右地層大量漏失套銑作業不返泥漿；表套與油層套管之間有滾動扶正器，套銑難度大作業周期長。

針對上述問題，通過現場施工，采取注水泥穩定坍塌泥巖、小通徑打通道、套管貼補等工藝成功治理18口井，恢復油水井正常生產。

2.1、注水泥穩定坍塌泥巖

首先向斷點注入水泥30-50T，關井侯凝24-36小時，水泥與坍塌地層膠結凝固，達到穩定地層，抑制吐泥巖，吐到井筒內，解決了套內吐泥巖不止、沖掃不進尺、加不上單根鉆具等問題；

2.2、小通徑打通道技術

小直徑套損井打通道技術其實質是一項綜合性套管整形、擴孔技術、其工藝為利用銑錐脹磨方法對小通徑的套損部位進行整形、擴徑，強行拓展下行空間，使之恢復原通徑，治套后通徑在∮120mm左右達到貼補要求，進一步處理套內，保持井筒清潔干凈無落物。

2.3、套管貼補技術

在治套完成后采用膨脹管對錯斷套管進行貼補，恢復套管強度，防止泥巖吐到井筒內，影響正常生產。傳統套管貼補技術要求套管通徑在120mm以上，即Φ120mm*4000mm通井規通井不刮不碰，由于套管錯斷嚴重，大修治套必須保證套管通徑120mm以上，在實際施工中很難達到要求；大通徑膨脹管技術對套管通徑要求不高，保證貼補管下到貼補位置即可，大修治套后基本能夠滿足要求。

3.結論

本文針對套管錯斷、地層坍塌、吐泥巖不止，沖掃作業加不上單根等難點，通過以水泥穩定坍塌地層技術及套管貼補為主的套管錯斷地層坍塌井配套治理技術現場實際應用，能夠解決上述技術難點，恢復油水井正常生產，但套損井數量以每年100多口井的數量增加，因套損造成的產能損失仍然很高，因此，必須以預防為主，對已報廢的油水井進行封井，防止臨近注水井注水強度過大，在報廢井處形成注入水二次水竄，影響注水開發效果，同時對周邊井造成的破壞；在報廢封井時一定要保證封井質量，確保油層有效封固，杜絕淺水層與油層聯通，形成淺層水竄。增加新井表層套管深度及鋼級，防止淺層水竄，推擠套管造成套管錯斷；新井固井時保證固井侯凝時間，侯凝時間不能小于24小時。在生產管理方面，調整和制定合理的注采壓力，減小套管受壓，延長使用壽命；實行細分注水，及時落實分層注水方案，調整吸水剖面，均衡注水強度。