油田注水井套损机理分析与预防措施研究

郭有鑫 肖圣洁.

摘要：我國对石油的需求促进了油田开采业的大力发展，在油田中存在低渗透油田，要依靠高压注水技术进行开采。开采的质量与注水井套管的质量有直接性的关联，综观实际的开采作业，套管经常性发生变形，需要找出引发套管变形的原因，针对原因制定预防和改善措施，从而使开采质量不断提高。

关键词：石油;注水井套损;机理;预防措施

石油是我国经济发展中不可或缺的能源，使石油开采业在需求的推动下大力发展。开采过程中，套管损害问题严重影响着开采质量，如果能够了解套管变形的程度及损害的机理，从而根据变形成程度与损害机理制定防范措施，避免发生套管变形现象，还能有效解决套管发生腐蚀而导致漏失的现象^[1]。以下内容是对油田注水井套损机理分析与预防措施进行的研究，具体内容如下：

1 注水井套管发生损坏的原因分析

1.1 地质因素

1.1 岩层施加压力因素

在开发油田时，需要了解油井所在地域具有的地层应力场状态，如果处于平衡性，才可以进行开采。在开采作业中，由于开采过程会导致井眼部位具有的平衡应力全部释放，使所在的岩层发生了漏空现象，平衡状态严重缺失。需要重新调整应力结构，才能促使开采作业顺利开展。调整应力的原因是，钻井时会对钻井部位产生较大的压力，如果压力值超过所能承受的压力值时，会产生断裂现象或者是变形的问题。此时，岩层的应力向井眼处汇集，达到岩层受力的极限后，地层发生变形或者是断裂。变形现象或者是断裂问题会使此处的套管发生损害，影响度较大。

1.1.2 吸水后的泥岩发生蠕变与膨胀

对石油井进行注水工作时，部分注入的水会逐渐渗透至最深层的地层内。如果渗透的水量较多或者是一直渗透，深层地层内的岩石会不断吸入水分，导致岩石产生稀松、不紧致的问题，岩石的凝聚力大幅度降低。地层应力会受到岩石的影响，如果岩石稀松，会导致地层应力产生不平衡，岩层压力转移至套管部位，套管在较大的压力下发生断裂、变形的问题。

1.2 地震与地壳运动会导致套管损坏

在开采油田作业中，会经常性的遇到地震灾害与地壳运动，此时期进入注水工作会产生较大的压力，使地层的平衡受到影响。岩层的应力布局发生改变，岩石吸入较多的水降低凝聚力，产生稀松的问题，进一步加大了地层应力不平衡，使压力转移至套管，导致断裂、变形的问题发生。

1.3 油层出砂

注水工作中存在水驱油的工作环节，此环节会使岩层中的砂岩成分吸收较多的水分而产生膨胀，至使砂岩变形。砂岩在液压的影响下产生出砂问题，如果出砂量大会导致空洞的产生。与此同时，部分压力转移至井套套管，套管无法承受压力，发生断裂。

2 预防油田注水井套损的措施

2.1 提升泥质岩夹层防护工作质量

在开采作业中要进行射孔作业，要把射孔的位置与泥岩夹层的距离要保证远距离。如果某此因素无法保证远距离，要做好夹层的保护工作^[2]。另外，固井的质量决定着套损的发生，井层间避免发生互窜现象、水窜入泥岩层现象。固井的质量越高，套管的保护能力越好，主要是套管受到的压力降低。保证固井的质量依靠的是水泥浆的调制比例，使水泥具备坚固性，有利于保护井套。涂抹水泥浆时要达到紧密度，避免缝隙产生，使保护作用得到保证。此措施能够有效防止注水时的水流入岩层，发生变形、断裂的问题。

2.2 提高套管抗压性

套管产品质量是决定变形、断裂问题发生率的根本性原因，所以，在购置套管时，要严格把控质量，能够具备抗挤压能力、抗腐蚀能力。在选择套管时，要根据实际的操作情况与匹配度选择套管，从而有效降低变形、断裂问题的发生率。另外，要分析出发生套管损害的位置或者是地层应力较大的部位，此部位一定要运用质量水平高的套管，避免事故的发生。套管的厚度能够增强抗压性，可以选择套管时要把厚度考虑在内^[3]。

2.3 防止上部套管发生腐蚀漏失措施

套管发生漏失问题是由于套管发生了腐蚀现象，为了避免漏失发生，需要建立预防腐蚀的措施，使套管的性能得到保证。

2.3.1 注水质量不断提高，降低腐蚀损害

注水工作中，要在注入的水中加入缓蚀、杀菌、防垢等作用的保护液，加入的方式采取定期加入环空的方式，经过实践可知，具有的缓蚀作用较好。

2.3.2 利用环空保护技术提升套管寿命

以往油套环空的隔离措施采取的是封隔器，为了起到防腐作用，把双层凝胶作为软密封主剂代替封隔器，使隔离效果加强，不会受到井筒条件的约束。经过实践可知，防腐效果良好。

2.4 保持注采平衡

在注水作业中，要使断层上升盘与下降盘的注水量达到平衡度，能够有效缓解由于非平衡注水而促使地应力发生改变。保证了地应力处于平衡状态，才能保证套管不会受到压力的作用而发生损害。从此可以看出，保持注采平衡能够有效缓解非平衡状态，使套管受到了保护。

结束语：

通过上述内容可知，套管发生变形、断裂的现象，是由于注水作业造成了不平衡的地应力，不平衡的地应力会作用于套管，使套管无法承受较大的压力，导致了变形与断裂问题。解决这一问题的措施是要注意注采平衡、采用高质量的套管、提升泥质岩夹层防护工作质量等措施，使套管得到了有效的保护，避免了变形、断裂现象的产生。

参考文献：

[1]王飞，吴军，吴钰.油田注水井套损原因与治理对策[J].化工管理.2014，（15）：19-20.

[2]刘廷臻.东辛中油田注水井套损原因与治理对策[J].中国石油大学胜利学院学报.2010，（04）：32-33.

[3]王飞，吴军，吴钰.油田注水井套损原因与治理对策[J].化工管理.2014，（15）：12-13.