陳存玉，吳 剛，王麗麗，于 哲，李大銘

吉林油田公司扶余采油廠

扶余油田套返井治理技術研究與現場應用

陳存玉，吳 剛，王麗麗，于 哲，李大銘

吉林油田公司扶余采油廠

目前大多數油田由于多年開發(fā)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通過治套、取套、貼補等大修技術進行治理，但套管錯斷嚴重，套內吐泥巖不止、套外地層坍塌的套損井通過常規(guī)大修取套、治套等技術不能有效治理。套管錯斷嚴重井治理難度大，修復成功率低，油水井套管錯斷問題日益突出，成為制約油田穩(wěn)產和高效開發(fā)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，對今后套管錯斷井的治理提供了一定的經驗和指導作用。

套管錯斷；水泥穩(wěn)層；泥巖膨脹

引言

國內各油田大部分區(qū)塊開采時間長，油水井套損所占的比例逐漸增高，嚴重影響油水井正常生產或注水，部分井被迫停產停注，同時增加維護作業(yè)工作量和作業(yè)成本費用，影響油田的高效開發(fā)，特別是可采儲量大、采出程度低的區(qū)塊。因此，從理論和生產實際上對套損井治理工藝技術進行研究是有必要的。

1 、套管錯斷機理研究

1.1 套損產生原因

1.1.1 套管質量缺陷影響

套管質量缺陷是指在套管加工制造時，套管壁厚不均勻、套管本體有裂痕或缺陷、連接螺紋間隙大小不一致等。質量缺陷的套管下入油水井后，可能發(fā)生連接不好、密封不嚴、滲漏等問題，甚至會發(fā)生脫扣和斷裂等井下事故。在下套管過程中，套管外表面與堅硬巖石摩擦，特別是在“狗腿度”大的井段時，采取強行下入，套管不僅磨損嚴重，而且易折斷彎曲。目前新井套變主要以套管變形為主，但套管錯斷比例不斷增加，主要集中在250-300米之間，斜井為主，通過印痕發(fā)現套變魚頂為套管接箍，主要原因為套管絲扣密封不嚴或鉆井過程中套管絲扣磨損。

1.1.2 固井質量影響

鉆井井眼不規(guī)則、固井水泥質量差、固井參數不合格、水泥與巖壁膠結差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(huán)的保護，受到巖石側向變形的積壓，引起套管損壞；在套管外形成連通的通道，失去封隔不同壓力地層的作用，使地層外壓力竄通；套管與地層直接接觸，礦化度高的地下水與套管壁發(fā)生電化學腐蝕和化學腐蝕；地層硝酸鹽還原菌、硫酸鹽還原菌與套管壁發(fā)生生化腐蝕，套管在地下長期腐蝕、逐漸形成套管穿孔。

1.1.3 注水開發(fā)影響

油田進入全面注水開發(fā)后，隨注水壓力升高，油層孔隙壓力逐漸升高。孔隙壓力升高增強驅油能力，同時擠壓套管造成套管變形，注水開發(fā)后油田油水井套損井數逐年增加。

油層孔隙壓力隨著注水壓力升高，而巖石抗剪切強度隨這油層孔隙壓力的升高而減小，當油層孔隙壓力等于巖石垂向應力時，巖石抗剪切強度最小，一旦受到外力作用，極易剪切破裂。

隨著注水壓力升高，注水井底與采油井底之間的注采壓差逐漸增加，特別是低滲透裂縫油田，注入水進入油層后不能順暢地驅替到油井中去，造成注水井油層壓力遠高于油井油層壓力，從而使注水井指向油井的注采壓差力增加。這個力作用在巖石骨架上，當注采壓差力大于巖石抗剪切強度時，巖石破裂。破裂的地層將在注采壓差力推動下，注水井向油井方向滑動造成套管擠壓變形。

1.2 泥巖膨脹、地層坍塌機理研究

在注水壓力較高條件下，注入水進入泥巖的原生微裂縫和節(jié)理，甚至沿砂泥巖界面處侵入。當注入水進入泥頁巖后，泥頁巖抗剪強度和摩擦系數大幅度降低，泥巖中的蒙脫石等吸水礦物會使泥巖發(fā)生體積膨脹，此時泥巖處于塑性狀態(tài)，當具備一定傾角時便會發(fā)生塑性流動，從而擠壓套管導致套管損壞。

套管破損處泥巖大量吸水導致套管外周圍泥巖聚集膨脹，擠壓套管造成錯斷，泥巖破碎坍塌，大量泥巖碎塊通過套管錯斷處進入井筒掩埋油層，此時大量注入水通過套管錯斷處進入到泥巖層中，加劇泥巖吸水和滲漏，泥巖膨脹成輻射狀向外伸展，附近油水井在泥巖膨脹力和注入水的腐蝕聯(lián)合作用下陸續(xù)發(fā)生套管變形或錯斷損壞，被迫停產停注。

2 、套管錯斷吐泥巖井配套治理技術

某廠有20多口井套管錯斷吐泥巖不止，在治理過程中主要有三個技術難點：套管錯斷、地層坍塌套內外吐泥巖不止；地層大量漏失、套銑作業(yè)不返泥漿；表套與油層套管不居中，套銑難度大作業(yè)周期長。

針對上述問題，通過現場施工，采取注水泥穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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；同時與套管膠結，固定套管，保證治套工具能夠有效磨銑，解決了套管因套外泥巖坍塌存在水平位移的問題。

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、其工藝為利用錐銑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。

由于套管錯斷嚴重，需采取領眼磨銑技術進行治理，選擇的工具有領眼平底磨銑、領眼凹面磨銑、活動領眼磨銑等工具。

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(tǒng)套管貼補技術要求套管通徑在120mm以上，即Φ120mm*4000mm通井規(guī)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。

檢查貼補質量，下驗竄封隔器K344-105封隔器，卡在貼補位置，井口上部管柱連接試壓裝置，試壓15Mpa，以壓力不降為合格。

3 、結論

本文針對套管錯斷、地層坍塌、吐泥巖不止，沖掃作業(yè)加不上單根等難點，通過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，調整和制定合理的注采關系，減小套管受壓，延長套管使用壽命；實行細分注水，及時落實分層注水方案，加強注水井壓力檢測，及時調整壓力異常井注水方案。