油田套損井原因分析及治理對策研究

權巍

摘 要：在油田開發生產過程中，隨著時間延長，油水井措施不斷增加，大量套管發生損壞，嚴重影響了油田的正常生產。套損原因是多方面的，通過對多個套損情況的調查分析，套損因素可分為地質、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果。

關鍵詞：套管損壞;影響因素;治理方法

中國地大物博，資產豐富，縱觀近些年來國內油田開采工作的發展，隨著科學技術的不斷革新，油田的產能不斷提升。套損井的出現會造成油田產量大大損失，同時會給油田穩產和后續的井下作業造成嚴重的威脅。近些年來，由于人民日益增長的物質需要，對于油田的開發時間持續延長，常規的套管破損機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能，必須積極挖掘現有的套管破損井的生產潛能，加強對油田套損井的治理技術研發，科學分析套管損壞原因及其機理，然后針對原因進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變化，巖體整體或結合間滑動。油井本身固井質量，施工操作不當等諸多因素。通過分析認為，套管損壞的影響因素主要有以下幾種：地質因素：主要包括構造應力場、層間組合、巖層蠕變性能和泥液面膨脹;斷層活動等。開發措施因素：油田注水壓力過高或人工壓裂導致泥巖遇水膨脹，注水后引起地應力變化、地層滑動或斷層活動;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等。鉆井因素：主要包括固井質量，管材選取和管體質量。操作因素：主要有下套管時損壞套管、作業磨損、重復酸化、高壓作業、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、硫化氫和電化學腐蝕等。在上述因素綜合影響和作用下，將產生套管變形、彎曲、破裂、穿孔、錯段等多種類型的套管損壞。

2 油層套管損傷機理

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

3 套損區治理恢復原則

一是套損區注水井恢復注水時，要求注采完善，套損區內側必須有采油井。二是為預防區塊內外、層系間和井組間壓力產生波動，動、靜結合，首先進行定壓補欠，各類注水井將注水壓力控制在5.0MPa注水。三是分兩個階段調整油水井單井配產配注方案。第一階段為實施新的總體配產配注方案階段，時間為三個月，其中恢復注水初期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;第二階段為調整階段，根據井組注采平衡及壓力分布狀況對油水井單井配產配注方案進行跟蹤調整。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。五是注水井恢復初期，一個月內必須進行同位素測試，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。隔采工藝主要有液壓式斜井封隔器隔采工藝技術和長壽命封隔器隔采工藝技術。

4.2 套管內加固技術措施的應用

發現套管發生變形后，在套管內部實施加固的技術措施，保持套管的密閉性，使其恢復井筒的正常狀態，達到套損修復的效果。利用水力作用，將套管內部的加固管，通過井內的焊接技術，將加固管固定在套管上，將損壞的部位補貼修復，達到套管內加固的狀態，恢復套管的完整性。也可以選擇和應用套管內的懸掛技術措施，將回插式套管懸掛器輸送井筒內，通過套管附件的作用，而將套管進行修復。

4.3 液壓式斜井封隔器隔采工藝技術

對于某些套管破損斜井的治理過程中，采取常規封隔器隔采工藝技術后，容易出現油管彎曲變形、管桿偏磨現象加劇、抽油機械設備負荷大大增加等問題，這些狀況發生的解封壓力較大，容易導致結垢井大修拔鉆。因此，可采用液壓式斜井封隔器隔采工藝技術。液壓式斜井封隔器隔采工藝技術的工作原理是在座封階段，通過向油管內注水加壓，讓液壓座封機構在液流的作用下，快速達到抗壓阻力。抗壓阻力達到標準后，抗阻機構剪切銷釘被剪斷，液壓座封機構動作，推動硬扶正機構鋼球開始爬坡，漲到套管內壁扶正工具后，密封機構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，解封機構開始作用，解封剪切銷釘被剪斷，鎖定機構達到要求自動彈開，密封機構和硬扶正機構被回收，解封工序完成。

4.4 取套換套技術的應用

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。結合油田取套換套技術的實際，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狀態進行分析，推廣使用取套換套的技術措施，解決嚴重的套管損壞的問題。應用套管磨銑工具，打通井筒的通道，為測試儀器的順利下井提供依據。研制配套的磨銑工具系列，解決鉆柱偏磨的技術難點問題。不斷提高磨銑的效率，為取套換套作業施工提供方便。縮短取套換套施工的周期，及時恢復井筒的正常運行狀態，促進油田生產的進步。

4.5 增強套管的強度

在油田井套損中，進行治理優化，首要任務是提升套管的強度。在進行治理時，提升套管強度，必須要充分認識此措施的實施，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，對其進行加固處理，進而保證油田井套損治理效果。除此之外，要持續加強固井，增強固井效果。在具體實踐中，要做好水泥漿的優化調整，通過硬化水泥，并且在套管附近形成具有較強致密性的連續水泥環。

4.6 長壽命封隔器隔采工藝技術

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

5 結束語

通過對套損修復措施優化的研究，合理解決套管損壞的問題，對油水井進行大修作業施工，恢復套管的正常運行狀態，保持井筒的完整性，促進油田生產的順利實施，獲得最佳的油氣產能，滿足油田開發的經濟性要求。

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