方正魁

摘要：隨著油井使用時(shí)間的變長(zhǎng)，套損問(wèn)題對(duì)油田產(chǎn)能的影響變得更為突出。本文對(duì)套管損壞機(jī)理進(jìn)行深入的分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：套管損壞機(jī)理;預(yù)防措施;工藝技術(shù)

某油田區(qū)塊油井套管損壞問(wèn)題比較嚴(yán)重，直接影響到正常的原油開采，很多油井由于套管損壞而被迫停井，油井和集輸管線的維護(hù)工作量變多。特別是儲(chǔ)量大、開采效率高的區(qū)塊出現(xiàn)套管損壞，會(huì)給油田企業(yè)穩(wěn)產(chǎn)帶來(lái)不利影響，需要對(duì)套管損壞的機(jī)理進(jìn)行分析，并采取有效預(yù)防措施。

1套管損壞機(jī)理分析

1.1套管材料和固井質(zhì)量

如果套管加工制造過(guò)程中存在微縫或者螺紋不符等質(zhì)量問(wèn)題，就會(huì)使套管的抗剪和抗拉強(qiáng)度變?nèi)?，采用該套管的油井?jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的原油生產(chǎn)之后，會(huì)逐漸出現(xiàn)套管損壞問(wèn)題。固井作業(yè)過(guò)程中沒(méi)有進(jìn)行有效的質(zhì)量控制，導(dǎo)致井眼不規(guī)則或井斜問(wèn)題，采取的水泥漿達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，水泥和井壁間沒(méi)有產(chǎn)生很好地膠結(jié)，注水泥之后套管拉伸負(fù)載不合理等，都會(huì)對(duì)套管使用壽命產(chǎn)生影響。

1.2射孔對(duì)套管造成的損傷

射孔作業(yè)引起套管損壞的原因主要有：1）使套管外的水泥環(huán)產(chǎn)生破裂，嚴(yán)重情況下使套管產(chǎn)生破裂，尤其是采用無(wú)槍身射孔會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生很大的損傷。2）射孔作業(yè)過(guò)程中存在著較大的深度誤差，特別對(duì)加密油井中的薄互層進(jìn)行射孔時(shí)錯(cuò)把隔層泥央、頁(yè)巖射穿，使得泥頁(yè)巖受到注水增產(chǎn)措施的影響，使地層應(yīng)力產(chǎn)生改變而使套管損壞。3）沒(méi)有選取合理的射孔密度，會(huì)對(duì)套管強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

1.3出砂對(duì)套管產(chǎn)生的損傷

在地下儲(chǔ)層形成大量的出砂，上部巖層會(huì)由于失去支撐而形成垂直方面的變形，如果上部地層壓力大于油氣儲(chǔ)層孔隙壓力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，會(huì)把部分地層應(yīng)力傳遞到套管，超過(guò)套管具備的極限強(qiáng)度時(shí)會(huì)出現(xiàn)變形和錯(cuò)斷問(wèn)題。

1.4地質(zhì)因素對(duì)套管產(chǎn)生的損傷

隨著國(guó)內(nèi)很多油田都進(jìn)入到開采中后期，出現(xiàn)套損的油井?dāng)?shù)量會(huì)不斷變多，由于地層水及注入水流通速度的提升，使得地層膠結(jié)物質(zhì)產(chǎn)生水化，使得斷層及破碎帶變得更為活躍，如果地下儲(chǔ)層地質(zhì)情況不穩(wěn)定，會(huì)使套管受損產(chǎn)生破壞。如果地層傾斜角度變大，較高壓力的水會(huì)進(jìn)入到兩種巖性的界面部位，削弱了滑動(dòng)摩損，導(dǎo)致上下巖層出現(xiàn)滑動(dòng)，會(huì)對(duì)套管施加剪切力，從而使套管受到損壞。

1.5腐蝕因素導(dǎo)致的套管損傷

油井中的局部存在著高濃度的二氧化碳，與油液中的水分產(chǎn)生碳酸物質(zhì)，會(huì)形成去極化反應(yīng)，會(huì)對(duì)金屬套管造成局部坑蝕，從而引起環(huán)狀腐蝕。套管的二氧化碳腐蝕現(xiàn)實(shí)上為電化學(xué)腐蝕，因?yàn)榇嬖诘年?yáng)極面積較小，會(huì)形成較快的穿孔速度。氧氣有著較高的腐蝕性，油液中存在著較小的比例，也會(huì)對(duì)套管產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。主要是由于水分、氧化和鐵元素的共同作用，氧腐蝕速度與含量呈現(xiàn)出正比關(guān)系，還會(huì)促進(jìn)二氧化碳、細(xì)菌腐蝕等起到加速作用。硫化氫是由于對(duì)套管鋼材形成電化學(xué)腐蝕，被鋼材吸收的氫離子會(huì)對(duì)套管基本連續(xù)性造成影響，從而出現(xiàn)氫損傷。硫化氫是一種強(qiáng)滲氫物質(zhì)，對(duì)氫原子生成分子起到抑止作用，使得鋼表面氫濃度變高。很多油田為了提高原油產(chǎn)量，多采用壓裂酸化措施，如果采用的緩蝕劑質(zhì)量不佳，會(huì)隨著溫度、壓力等參數(shù)的提升，提高了套管腐蝕反應(yīng)速度。

2套管損傷預(yù)防措施

需要結(jié)合測(cè)井解釋結(jié)論，制定出系統(tǒng)地套管損傷預(yù)防措施，需要從套管的早期防護(hù)、改進(jìn)開采方案、控制井下作業(yè)對(duì)套管的損傷等方面來(lái)做好預(yù)防工作。

2.1鉆井過(guò)程中對(duì)套管的保護(hù)

應(yīng)該對(duì)鉆井方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證井身結(jié)構(gòu)和套管強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行下放套管時(shí)，如果地層傾斜角度大、存在斷層等，需要采取相應(yīng)的加固工具，加大套管壁厚等辦法，可以進(jìn)一步提高套管的抗沖擊力。對(duì)射孔井段、泥巖層段等位置的50米范圍內(nèi)，應(yīng)該采用加厚套管。采用套管接箍保護(hù)措施可以減小地下儲(chǔ)層對(duì)臺(tái)肩面施加的壓力，需要采用扣扭矩監(jiān)控技術(shù)保證套管的連接。還應(yīng)該做好井眼軌跡控制工作，控制好井徑擴(kuò)大率和全角變化率，從而更好地保證井身質(zhì)量。

2.2固井過(guò)程中的套管保護(hù)

對(duì)傾斜井、水平井和叢式井進(jìn)行固井作業(yè)時(shí)，需要在井筒拐點(diǎn)部位合理采用扶正器的數(shù)量，從而使套管處于井筒中心線位置。應(yīng)該結(jié)合具體的地質(zhì)情況和油井現(xiàn)狀，合理遠(yuǎn)用水泥漿添加劑，采用低密度和塑性好的水泥漿體系，可以進(jìn)一步提高水泥環(huán)強(qiáng)度。針對(duì)容易產(chǎn)生腐蝕的油田區(qū)塊，需要合理提高水泥返高，呆以避免對(duì)套管產(chǎn)生的腐蝕。采用新型的固井技術(shù)，采用觸變水泥技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)完井作業(yè)，從而避免存在漏失現(xiàn)象。也可以采用泡沫水泥漿，防止地下儲(chǔ)層產(chǎn)生壓漏。做好射孔參數(shù)和套管損傷油井產(chǎn)量方面的研究，減少射孔作業(yè)對(duì)套管性能的影響。采用新型的雙復(fù)射孔器可以加大射孔穿深，保證射孔作業(yè)的成功率，防止出現(xiàn)多次射孔。水力噴射射孔技術(shù)實(shí)現(xiàn)了射孔和解堵，可以實(shí)現(xiàn)較大的孔徑和深度，可以更好地保證套管。

2.3采用合理的防腐技術(shù)

采用緩蝕劑是一種經(jīng)濟(jì)可靠的防腐蝕手段，可以采用有機(jī)胺燈、重鉻酸鹽等物質(zhì)。還可以利用環(huán)氧冷纏帶鋅陽(yáng)極防腐，在井口以下的1000米范圍內(nèi)有用環(huán)氧冷纏帶對(duì)套管進(jìn)行保護(hù)，每間隔150米加裝鋅陽(yáng)極，從而為套管提供可靠的保護(hù)電流，由于陰極產(chǎn)生極化而停止對(duì)套管的腐蝕。利用陰極保護(hù)技術(shù)，可以使套管上存在電流，套管陽(yáng)極區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)殛帢O區(qū)，腐蝕電流會(huì)達(dá)到最小，可以更好地保護(hù)套管不會(huì)受到破壞，把腐蝕部位轉(zhuǎn)移到陽(yáng)極。

2.4優(yōu)化壓裂酸化設(shè)計(jì)方案

為了在壓裂酸化過(guò)程中減小注入壓力、酸液等對(duì)套管產(chǎn)生的損傷，可以采用73毫米加厚管柱，對(duì)封隔器座封位置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，把壓裂最高排量控制在每分鐘3方，注入壓力不大于35兆帕，可以避免對(duì)套管造成損傷，酸液不會(huì)進(jìn)入到封隔器油套空間內(nèi)，減少對(duì)套管的腐蝕。

3結(jié)束語(yǔ)

每年由于套損導(dǎo)致的油田產(chǎn)能損失比較高，需要結(jié)合油田區(qū)塊的套損實(shí)際情況，做好老油井的套管的治理工作，采用測(cè)井手段確定出套管損壞的具體位置，制定出切合實(shí)際的預(yù)防措施，可以更好地延長(zhǎng)套管使用壽命。

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