坪橋區套損井治理工藝技術評價

李潤虎 羅林軍 朱建斌 宋君 黃明

摘要：隨著油田開發的不斷深化和強化采油措施的實施，地層流體場和壓力場發生了顯著的變化，各種因素導致套管狀況不斷劣化，出現了變形、破裂、穿孔等套管損壞問題。套管損壞會引起注采井網失調、剩余儲量難以采出等問題，同時存在洛河層水體和地表環境污染風險，且帶有突發性，安全環保隱患突出。本文通過對套損井的原因分析，并以此為依據對坪橋區套損井綜合治理工藝技術進行了評價和總結，為今后套損井治理提供技術參考。

關鍵詞：套管損壞;套損井;治理工藝

一、前言

安塞油田坪橋區開發時間長，受地層水腐蝕、地層壓力系數高低不一對套管產生應力變形以及地層流體的微量元素對套管產生腐蝕，導致套損井逐年遞增，套損井座封后導致油井產量下降、單井作業頻次增加、表套返液以及安全環保問題較多。如何減緩油水井套管損壞速度，預防和延緩套損的發生，盡可能延長油水井的使用壽命，并對套損井進行有效修復，對于油田的穩定開發、經濟效益等都具有重要的意義。

二、套管損壞原因及機理

引起套管損壞的原因很多，包括巖體本身物理或化學變化，巖體整體或結合面間滑動，管材質量，施工操作和開發管理不當等諸多因素。通過分析和查閱相關資料，概括套管損壞的原因主要有以下幾種：

2.1鉆井因素

主要包括井眼質量，套管層次與壁厚組合，管材選取和管體質量。目前已經認識到增加水泥返高度是抑制套管損壞的方法之一。固井質量差可使套管受應力加大，影響套管的承載能力。如固井水泥環缺陷角度為150度至180度時套管所受應力集中系數達到最大值，使套管的承載能力最大可以降低到原設計承載能力的一半。套管居中與偏心時套管所受的應力相關10%～15%，水泥環的有效應力相差0.2～1倍，套管不居中明顯地降低了套管的承載能力。

2.2 地質因素

主要包括構造應力場（水平差應力值和應力剖面組合）、層間組合、巖層蠕變性能和泥頁巖膨脹率，斷層活動性及地層塑性流動等均可導致套管損壞。

2.3 開發因素

油田開發過程中長期高壓注水或進行人工壓裂等措施改造，引起地應力變化、地層滑動和斷層活動等帶來套管損壞。如地層出砂造成生產層段掏空，套管失去支撐;地層虧空較大造成的地層沉降;小修作業起、下管柱的磨損，重復壓裂、酸化改造、帶壓作業以及二次射孔等帶來的損壞。

2.4腐蝕因素

主要有高礦化度的地層水，硫酸氫根、SRB、硫化氫和電化學腐蝕等。

三、套損井治理工藝技術

通過對套損井的分析，從套管損壞的影響因素、規律和套變機理的研究中，提出從預防到治理、防治結合的整體工藝技術體系。

3.1預防措施

油水井套管治理堅持“預防為主、防治結合”的原則，從源頭上做好對套管的保護措施，過程中防止和控制套管被損壞，從而最大限度的延長套管的使用時間，減少套損井的產生。

3.2治理措施

3.2.1封隔器隔采工藝技術

采用下封隔器封套破段的治理工藝技術，主要應用Y341封隔器、Y211封隔器和Y221封隔器隔采工藝，該工藝操作簡單、成本低，但座封有效期短，對井筒結垢嚴重、套管腐蝕嚴重的井座封效果差，井筒狀況異常以及封隔器失效等原因，導致單井作業頻次增加，作業費用增加。同時座封后無法通過液面變化判斷地層供液能力以及油井生產狀況，座封后油井熱洗、加藥等工作無法開展，導致油井產量下降。

3.2.2二次固井工藝技術

二次固井工藝技術是通過套管上的漏點或射孔，將水泥注入套管與井眼的環形空間，形成新的水泥環，采取水力試壓，不合格井重新擠注、試壓，直至試壓合格的套損井治理技術。

3.2.3化學堵漏工藝技術

化學堵漏工藝技術體系，主要是針對地層漏失嚴重井（驗竄50方以上返不出，擠注壓力< 10Mpa），采用前置隔斷凝膠封隔漏失段及水層，再擠注微膨脹水泥，配套間斷頂替，有效封堵漏失段，適用于對于淺層套損且漏失嚴重井。隔斷凝膠綜合排水率90%以上，循環剪切后黏度迅速恢復，觸變性能優良，對于地層水隔斷性能為G級水泥漿的3-5倍，能夠快速建立承壓段塞，阻止漏失，為封口水泥提供良好的膠結環境;微膨脹水泥稠化時間2-5h、48h抗壓強度14-21MPa，固化后體積不收縮，可形成良好膠結界面。

3.2.4研發了套管開孔器

自主研發表套外反擠水泥裝置，通過鉸鏈套接在表套上，實施不動火密閉帶壓開孔，無需焊接閘門，形成控制壓力和排量的表套外反擠技術，使上部套管水泥膠結中等以上。

反灌要求：從表套外反擠水泥，提高套管外環空水泥膠結質量。

施工參數：水泥用量按套管外環空容積計算，控制壓力、排量防止擠漏淺層。

3.2.5配套水泥塞承留器

針對二固擠水泥時水泥塞面位置過高，增加占井周期的情況，配套試驗了水泥承留器，有效控制水泥塞面，水泥塞面控制在漏點以上100-150m，減少磨鉆工作量，降低后期磨鉆工作量及水泥殘渣等固井廢物產生量，并實現分段擠注。

3.2.6套管內側鉆技術

側鉆工藝技術是在油水井的某一特定深度固定一個斜向器，利用其斜面造斜和導斜作用，用銑錐在套管的側面開窗，從窗口鉆出新井眼，然后下尾管固井的一整套工藝技術。

3.2.7永久封井

針對套管腐蝕非常嚴重，套損點比較多，無法再利用井，為避免表層套管腐蝕穿孔造成地表水污染，徹底消除安全環保隱患，需實施永久性封井，采用的主要工藝是全井段水泥封堵+水泥返高以上固井。同時根據井網需要打更新井。

四、結論與認識

1.套管腐蝕為外腐蝕和內腐蝕兩個方面，主要為外腐蝕，受水泥返高低影響，淺層流體長期浸泡腐蝕，以1、2級損傷為主，滿足二次固井承壓要求。

2.針對套損井治理已經形成了以二次固井為主體的治理工藝技術體系，達到有效治理套損、恢復產能的目的。

3.二次固井（含化學堵漏）能提高水泥上返高度，固井成功井在漏點處膠結中等以上水泥環，且在延安組及洛河層以下有膠結中等水泥環，有效阻擋地層流體上竄。

4.形成了套管內試壓、SBT水泥膠結測井固井質量評價方法。

參考文獻：

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