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        油田注水井套損機(jī)理分析與預(yù)防措施研究

        2019-10-19 12:46:36郭有鑫肖圣潔.
        石油研究 2019年11期
        關(guān)鍵詞:機(jī)理預(yù)防措施石油

        郭有鑫 肖圣潔.

        摘要:我國對石油的需求促進(jìn)了油田開采業(yè)的大力發(fā)展,在油田中存在低滲透油田,要依靠高壓注水技術(shù)進(jìn)行開采。開采的質(zhì)量與注水井套管的質(zhì)量有直接性的關(guān)聯(lián),綜觀實(shí)際的開采作業(yè),套管經(jīng)常性發(fā)生變形,需要找出引發(fā)套管變形的原因,針對原因制定預(yù)防和改善措施,從而使開采質(zhì)量不斷提高。

        關(guān)鍵詞:石油;注水井套損;機(jī)理;預(yù)防措施

        石油是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中不可或缺的能源,使石油開采業(yè)在需求的推動下大力發(fā)展。開采過程中,套管損害問題嚴(yán)重影響著開采質(zhì)量,如果能夠了解套管變形的程度及損害的機(jī)理,從而根據(jù)變形成程度與損害機(jī)理制定防范措施,避免發(fā)生套管變形現(xiàn)象,還能有效解決套管發(fā)生腐蝕而導(dǎo)致漏失的現(xiàn)象[1]。以下內(nèi)容是對油田注水井套損機(jī)理分析與預(yù)防措施進(jìn)行的研究,具體內(nèi)容如下:

        1 注水井套管發(fā)生損壞的原因分析

        1.1 地質(zhì)因素

        1.1 巖層施加壓力因素

        在開發(fā)油田時,需要了解油井所在地域具有的地層應(yīng)力場狀態(tài),如果處于平衡性,才可以進(jìn)行開采。在開采作業(yè)中,由于開采過程會導(dǎo)致井眼部位具有的平衡應(yīng)力全部釋放,使所在的巖層發(fā)生了漏空現(xiàn)象,平衡狀態(tài)嚴(yán)重缺失。需要重新調(diào)整應(yīng)力結(jié)構(gòu),才能促使開采作業(yè)順利開展。調(diào)整應(yīng)力的原因是,鉆井時會對鉆井部位產(chǎn)生較大的壓力,如果壓力值超過所能承受的壓力值時,會產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象或者是變形的問題。此時,巖層的應(yīng)力向井眼處匯集,達(dá)到巖層受力的極限后,地層發(fā)生變形或者是斷裂。變形現(xiàn)象或者是斷裂問題會使此處的套管發(fā)生損害,影響度較大。

        1.1.2 吸水后的泥巖發(fā)生蠕變與膨脹

        對石油井進(jìn)行注水工作時,部分注入的水會逐漸滲透至最深層的地層內(nèi)。如果滲透的水量較多或者是一直滲透,深層地層內(nèi)的巖石會不斷吸入水分,導(dǎo)致巖石產(chǎn)生稀松、不緊致的問題,巖石的凝聚力大幅度降低。地層應(yīng)力會受到巖石的影響,如果巖石稀松,會導(dǎo)致地層應(yīng)力產(chǎn)生不平衡,巖層壓力轉(zhuǎn)移至套管部位,套管在較大的壓力下發(fā)生斷裂、變形的問題。

        1.2 地震與地殼運(yùn)動會導(dǎo)致套管損壞

        在開采油田作業(yè)中,會經(jīng)常性的遇到地震災(zāi)害與地殼運(yùn)動,此時期進(jìn)入注水工作會產(chǎn)生較大的壓力,使地層的平衡受到影響。巖層的應(yīng)力布局發(fā)生改變,巖石吸入較多的水降低凝聚力,產(chǎn)生稀松的問題,進(jìn)一步加大了地層應(yīng)力不平衡,使壓力轉(zhuǎn)移至套管,導(dǎo)致斷裂、變形的問題發(fā)生。

        1.3 油層出砂

        注水工作中存在水驅(qū)油的工作環(huán)節(jié),此環(huán)節(jié)會使巖層中的砂巖成分吸收較多的水分而產(chǎn)生膨脹,至使砂巖變形。砂巖在液壓的影響下產(chǎn)生出砂問題,如果出砂量大會導(dǎo)致空洞的產(chǎn)生。與此同時,部分壓力轉(zhuǎn)移至井套套管,套管無法承受壓力,發(fā)生斷裂。

        2 預(yù)防油田注水井套損的措施

        2.1 提升泥質(zhì)巖夾層防護(hù)工作質(zhì)量

        在開采作業(yè)中要進(jìn)行射孔作業(yè),要把射孔的位置與泥巖夾層的距離要保證遠(yuǎn)距離。如果某此因素?zé)o法保證遠(yuǎn)距離,要做好夾層的保護(hù)工作[2]。另外,固井的質(zhì)量決定著套損的發(fā)生,井層間避免發(fā)生互竄現(xiàn)象、水竄入泥巖層現(xiàn)象。固井的質(zhì)量越高,套管的保護(hù)能力越好,主要是套管受到的壓力降低。保證固井的質(zhì)量依靠的是水泥漿的調(diào)制比例,使水泥具備堅固性,有利于保護(hù)井套。涂抹水泥漿時要達(dá)到緊密度,避免縫隙產(chǎn)生,使保護(hù)作用得到保證。此措施能夠有效防止注水時的水流入巖層,發(fā)生變形、斷裂的問題。

        2.2 提高套管抗壓性

        套管產(chǎn)品質(zhì)量是決定變形、斷裂問題發(fā)生率的根本性原因,所以,在購置套管時,要嚴(yán)格把控質(zhì)量,能夠具備抗擠壓能力、抗腐蝕能力。在選擇套管時,要根據(jù)實(shí)際的操作情況與匹配度選擇套管,從而有效降低變形、斷裂問題的發(fā)生率。另外,要分析出發(fā)生套管損害的位置或者是地層應(yīng)力較大的部位,此部位一定要運(yùn)用質(zhì)量水平高的套管,避免事故的發(fā)生。套管的厚度能夠增強(qiáng)抗壓性,可以選擇套管時要把厚度考慮在內(nèi)[3]。

        2.3 防止上部套管發(fā)生腐蝕漏失措施

        套管發(fā)生漏失問題是由于套管發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象,為了避免漏失發(fā)生,需要建立預(yù)防腐蝕的措施,使套管的性能得到保證。

        2.3.1 注水質(zhì)量不斷提高,降低腐蝕損害

        注水工作中,要在注入的水中加入緩蝕、殺菌、防垢等作用的保護(hù)液,加入的方式采取定期加入環(huán)空的方式,經(jīng)過實(shí)踐可知,具有的緩蝕作用較好。

        2.3.2 利用環(huán)空保護(hù)技術(shù)提升套管壽命

        以往油套環(huán)空的隔離措施采取的是封隔器,為了起到防腐作用,把雙層凝膠作為軟密封主劑代替封隔器,使隔離效果加強(qiáng),不會受到井筒條件的約束。經(jīng)過實(shí)踐可知,防腐效果良好。

        2.4 保持注采平衡

        在注水作業(yè)中,要使斷層上升盤與下降盤的注水量達(dá)到平衡度,能夠有效緩解由于非平衡注水而促使地應(yīng)力發(fā)生改變。保證了地應(yīng)力處于平衡狀態(tài),才能保證套管不會受到壓力的作用而發(fā)生損害。從此可以看出,保持注采平衡能夠有效緩解非平衡狀態(tài),使套管受到了保護(hù)。

        結(jié)束語:

        通過上述內(nèi)容可知,套管發(fā)生變形、斷裂的現(xiàn)象,是由于注水作業(yè)造成了不平衡的地應(yīng)力,不平衡的地應(yīng)力會作用于套管,使套管無法承受較大的壓力,導(dǎo)致了變形與斷裂問題。解決這一問題的措施是要注意注采平衡、采用高質(zhì)量的套管、提升泥質(zhì)巖夾層防護(hù)工作質(zhì)量等措施,使套管得到了有效的保護(hù),避免了變形、斷裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王飛,吳軍,吳鈺.油田注水井套損原因與治理對策[J].化工管理.2014,(15):19-20.

        [2]劉廷臻.東辛中油田注水井套損原因與治理對策[J].中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報.2010,(04):32-33.

        [3]王飛,吳軍,吳鈺.油田注水井套損原因與治理對策[J].化工管理.2014,(15):12-13.

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