胜凯采油管理区水平井套损井原因分析及治理

卢健

一、概况

石油开发中心胜凯采油管理区所辖主力区块郑411、郑32、坨826区块均为特超稠油油藏，油藏埋深1300～1425m，50℃地面原油粘度高达10-35×104mPa·s。自2006年采取HDCS（水平井+高效油溶性降粘剂+CO2辅助蒸汽吞吐配套技术）技术攻关后，已取得显著效果，实现了高效穩定开发。

但是与常规的稀油开采方式相比，相关稠油增产措施的实施，对套管造成了不同程度的损害。各区块先后有近50口水平井在平均投产后1～2年就出现了严重的套损出砂现象，且随着开发条件的不断恶化，该问题日趋严重，严重影响了原油的稳产和高产。正确研究认识套管损坏的原因，采取必要的修复工艺及预防措施，及时恢复套损井正常生产已成为一个重要课题。

二、套管损坏情况统计

1、分区块套损井统计分析

对胜凯有限公司五个区块已投产井和套损井进行统计，经资料证实，投产的202口井中有49口发生套损，其中郑411区块正常井数43口，套损井数27口，坨826区块正常井数25口，套损井数15口，套损比例均较大。郑32区块正常井数49口，套损井数6口，坨154区块20口水平井仅有1口发生套损，利93区块没有套损情况。

2、稠油井套管损坏监测技术

（1）通井打印

现场是利用管柱下接铅模打印工具对通井中遇阻部位打印，对打印痕迹进行分析，已验证、查明、确定套管损伤部位、套管类型、套损程度等，这是目前在胜凯有限公司套损检查最广泛使用的方法。

（2）电测探伤

电磁探伤是与测井工艺新技术结合，利用测试仪并准确找到管柱的破损位置、情况。电测探伤测井不仅能够对纵向裂缝和横向裂缝作出判断，还能探测出套管以外的铁磁性物质，及时发现井身结构的变形。

3、套损分类及位置

对套损井经过铅印印痕检测、电磁探伤等技术手段，发现套损类型主要分为以下四种类型。

由上表可以看出总体来看破损和套断是套损的主要形式。同时对2008年以来49口经上作业证实的套管损坏井的部位进行了统计。

发现在1400-1700m井段是套该管损坏易发生的部位（也就是射孔井段的范围），在该井段发生的套该管损坏达89.7%。

三、水平井套损井原因分析

1、注汽热采

在多轮次蒸汽吞吐采油过程中，套管承受高温、高压引起的交变热应力负荷影响，容易产生疲劳裂纹和压缩变形。

2、材质

早期发生错断的最主要原因就是使用N80材质的滤砂管，无法满足高温高压下注汽需要。目前采用统一的TP110H高强度管材，配套用于降低套管轴向应力的多级热补偿等优化设计，已经能够满足水平井的热采要求。

3、汽窜

郑411区块和坨826区块主要生产层油藏非均质性较大，注汽作业时汽窜情况突出。而被汽窜井在高温高压气体的强力冲击下极易损坏。另一方面因汽窜导致被窜井液量突增，井底油层产生较大激动，同样容易造成出砂及套损，据统计套损井均有汽窜井史。这也是郑411区块和坨826区块套损比例最高的一个重要原因。

4、出砂

生产过程中因地层胶结疏松、提液强度过大等原因造成岩层骨架破坏，油井周围出砂形成空洞，之后由原来油层承受的重力相当一部分转嫁给了套管，超过套管的极限强度时，产生弯曲变形甚至错断。

综上所述，造成套管损坏的原因极其复杂而且是多方面的，在开发过程中，套管损坏往往是多种因素共同作用的结果。套损的类型也随着损坏的原因不同而有所区别。因此。正确判断损坏的类型，采用不同的处理工艺、方法才能有效地修复套管损坏并提高油汽井利用率。

四、水平井套损井治理及效果分析

1、近端小套管加固

对于近A点滤砂管挫断井，根据挫断点位置和形态的分析，以大直径倒角套管作为挫断支撑管，配套水平井耐高温丢手封隔器，对错断点进行支撑复位，或采取内挂滤砂管和割缝筛管的方式进行重防。

该技术已形成相对完善的工艺，现场实践效果良好。

2、远端桥塞卡封

针对远端近B点滤砂管破损井，采用耐高温丢手桥封进行卡封防砂，利用已有防砂管实现整体注汽生产。该方法具有修后内通径较大（通径Φ140mm）、施工简单、施工周期短、成本低、成功率高且可根据套管变形状况多点实施套管补贴的特点。

3、更换套管

对于油井浅层套管严重套损的可采取取套换套方法进行修复。缺点是施工费用高，难度大。因为套损多发生在油层井段，所以该方法应用很少，仅有1次井例。

4、套管补贴

对于长井段破漏井，先利用电磁探伤等技术找准套损位置，再对套管进行补贴。该方法虽然密封效果好且通径大，但存在耐温耐压相对较小，修后回弹，有效期短等缺陷，所以在热采井套损修复中应用有限。

5、挤固砂剂

对于套损出砂情况严重，套损难于修复，机械防砂难以实施的油井尝试采用挤固砂剂的方法。

由上可知，目前根据套损位置及形态主要采取的套损修复方式是下小套管加固及桥塞卡封，另外换套、套管补贴、化学防砂也得到了一定的应用。目前49口套损井大多数采取了修复措施，4口套损情况较轻的油井还在带病生产，24口油井因修复效果不理想或修复难度大实施长停和封井，其中部分油井打更新井。

五、下步工作

1、做好套管损伤预防工作

（1）提高钻井完井施工质量，满足地层应力的需要

①提高钻井固井质量，确保油层套管与地层环空内的水泥环固结良好。

②采用TP110H钢级的套管，对于设计注气强度大，易出砂油井可尝试应用TP120TH外加厚套管。

③套管螺纹丝扣处上紧上满，防止套管接头丝扣处密封失效、损坏。

（2）生产过程中严格施工标准，防止套管损坏

①对于严重出砂的油层，要注重井筒附近油层骨架的保护，防止形成亏空带，保持其对上覆岩层的支撑能力，因此，必须做好前期人造井壁的化学防砂，恢复油层的支撑能力。

②控制油井的采液强度，使之在一个比较合理的范围内。

③提高作业施工时对套管的保护措施。

④射孔施工时，根据地层的渗透情况射孔孔密尽量一次性完成，避免重复射孔。

⑤隔热管及封隔器要确保密封，封隔器尽量下深至油层上界以上5-10米，优选最佳注汽参数。

2、加大对已发生套损井的修复治理力度

（1）继续通过等措施对套损井进行治理。

（2）对难以修复的套损井，采用不留塞化学为主的防砂工艺。减少因机械防砂造成的事故处理难度。

（3）积极引进套损井治理的新工艺、新技术，对那些控制储量大，有生产潜力的套损井治理利用，同时配套完善一体化套损井防砂工艺。