坨21斷塊注水井套損原因分析及預防措施

郭海燕 周國瑩 杜娟 胡靜 李恒東

（勝利采油廠采油管理五區 山東 東營 257000）

引言

坨21斷塊于1968年進入全面注水開發階段，該斷塊共有11個砂層組，52個小層，平面上滲透率在200-9000毫達西?？v向上滲透率在200-1200毫達西，平面及縱向上滲透率級差均較大。

統計近幾年坨21斷塊新增停注井及扶長停的情況，每年扶停井數趕不上新增停注井數，注水有效率受到制約，開發效果受到嚴重影響。

1 坨21斷塊注水井套損情況調研

坨21斷塊共有注水井107口，目前由于套漏、縮徑、套管彎曲、井內落物或者地層出砂等原因造成的停注井共計47口，帶病注水共計13口，根據套管損壞特征對60口套損井進行分類：

套管彎曲變形、套漏小計43口，占比71.7%。井筒帶有落物的共計23口井，占比38.3%。一口套損井一般是多個套損特征同時存在：例如ST3-12-171井于2007年地面返水關井。該井套管縮徑、淺層套漏、貼堵失效且打撈復雜等原因工程報廢，于2013年封井。

2 套損原因分析

在井年限較長或者累計注水量較高的情況下，套管不可避免的發生損壞。另油層套管在固井、射孔、開采等作業過程中，地下環境復雜、受力條件不均勻，是導致套管損壞的重要原因[1]。

2.1 地質因素

影響套損井的地質因素主要包括斷塊內斷層的分布狀況、泥質含量、油層的壓實程度、地層傾角、地震活動等[2]。

2.1.1 斷層分布對注水井的影響

坨21斷塊的套損井在斷層附近比例高，65%的套損井分布在距離斷層100m以內的位置。這是由于鉆井過程中鉆遇斷層，原來的應力平衡狀態遭到破壞，巖層產生位移和變形，擠壓造成套管彎曲、縮徑、甚至錯斷。

2.1.2 粘土礦物對注水井的影響

粘土礦物遇水膨脹，造成套管附近地應力的非均質分布，易造成套管縮徑。坨21沙二砂層組儲層以巖屑長石砂巖為主，顆粒分選中等，接觸方式以線性接觸為主，膠結方式以孔隙膠結為主，泥質含量9.7%。其中沙二9砂組泥質含量較高，測井統計高達20.1%。一般隨著地層深度的增加，伊利石含量逐漸增加而蒙脫石含量逐漸減少，套管縮徑現象易發生在淺層，深層套管易發生變形、地層坍塌。

2.1.3 地層出砂對注水井的影響

射孔段或套漏段井筒附近地層膠結程度對套管有一定影響，如果地層膠結程度差，停井作業時地層大量返吐砂，易造成井筒砂埋。

2.2 工程施工

坨21斷塊注水開發時間較早，固井質量的好壞、水泥返高和投入生產后采取的一系列井下作業施工等對套管也有影響。

2.2.1 固井質量及水泥返高

統計坨21斷塊停注井的水泥返高，2010年之前完鉆的注水井平均水泥返高為986m，自由套管段較長，易造成套外腐蝕的套漏，并使上返措施難以實施。

2.2.2 投入生產后的作業施工

統計勝利采油廠注水井已測40B的185口套損井中發生磨套撈的平均次數為8.4次，最高單井磨套銑撈達到39次。坨21斷塊磨套撈次數較多的井套管均存在一定程度的彎曲變形或縮徑。磨套撈的次數越多，套管損壞的越嚴重。

2.3 日常注水及管理

根據地層特點坨21斷塊使用兩套注水系統，低壓和高壓注水系統相比，高壓注水井更易發生套漏。例如ST3-11XN176井日常注水干壓29MPa，油壓由18MPa下降到10MPa。作業驗漏，原井管落井。套銑打撈過程中，由于該井砂面不斷升高，保留尾深550m管柱，裝井口動力暫撤。

在注水開發過程中，注入水水質不合格，把懸浮固體顆粒超標的水注入井中，懸浮固體顆粒隨之侵入油層，在孔隙喉道處形成堵塞。坨21斷塊主要使用坨五-勝四/勝八注-常壓注水井的回注污水，以及坨三-坨76注-高壓注水井的精細注水。含油達標率基本符合要求，但是懸浮固體含量嚴重不達標。

3 預防措施

根據上述分析可知，坨21斷塊注水井套壞和地質特征、工藝施工情況、日常注水及管理三個方面密切相關，制定相應的預防措施，從而延長套管使用壽命[3-5]。

3.1 地質方面

在進行井網部署時，盡量遠離斷層帶，避免鉆遇斷層。固井時，利用先進的固井技術比如分級注水泥技術等，減少自由套管段的長度。據統計，2010年之后的坨21斷塊注水井水泥返高均到地面。坨21斷塊開發前，已進行最小破裂壓力測試，目前使用的高壓精細注水壓力低于地層破裂壓力，避免注入水竄進軟弱夾層。

3.2 工程方面

針對作業隊施工質量問題，勝利采油廠開展嚴格的責任落實制度，從結算上對責任單位進行考核。井下注水管柱即要追求長周期，又需要制定合理的強制檢管周期，避免管柱落井、刺損等增加打撈、磨套銑等作業，制定出《注水技術指標控制考核管理規范》，對光管井、分注井均進行了規范化管理，強制考核。

3.3 日常注水及管理方面

生產技術科組織工作人員化驗坨五外輸水水質，并對沿程干線、支干線、單井管線分批清洗。對于坨三污精細出口水質懸浮超標的現象，調整緩蝕劑加藥點，保持緩蝕劑投加濃度30mg/L，緩蝕劑種類由陽離子型更換成非離子型。

日常管理方面建立低油壓預警機制，當注水井油壓低于4MPA或出現套管返水現象，要及時停井。自2018年以來，坨21斷塊出現低油壓4口，通過大修換套或者貼堵技術，均已正常注水。

4 結語

坨21斷塊注水注水開發時間長，套管逐年惡化，單元開發效果不僅取決于地下儲量，更取決于是否有先進的技術應用于開發。通過分析影響坨21斷塊注水井套管損壞的各個因素，提出相應的治理措施，并取得了一定的效果。下一步還需學習注水方面的新知識，對套管變形機理進行深入研究，以延長套管使用壽命，為單元穩產打好基礎。