油田套损井原因分析及治理对策研究

权巍

摘 要：在油田开发生产过程中，随着时间延长，油水井措施不断增加，大量套管发生损坏，严重影响了油田的正常生产。套损原因是多方面的，通过对多个套损情况的调查分析，套损因素可分为地质、工程和腐蚀三大类。油水井的套管损坏，基本都是主要因素和次要因素综合作用的结果。

关键词：套管损坏;影响因素;治理方法

中国地大物博，资产丰富，纵观近些年来国内油田开采工作的发展，随着科学技术的不断革新，油田的产能不断提升。套损井的出现会造成油田产量大大损失，同时会给油田稳产和后续的井下作业造成严重的威胁。近些年来，由于人民日益增长的物质需要，对于油田的开发时间持续延长，常规的套管破损机械隔采治理工艺存在着成功率低等诸多问题。为了有效提高国家油田开采产能，必须积极挖掘现有的套管破损井的生产潜能，加强对油田套损井的治理技术研发，科学分析套管损坏原因及其机理，然后针对原因进行治理思路和对策的研究。

1 套管损坏的影响因素

套管损坏的原因较多，包括油藏本身物理或化学变化，岩体整体或结合间滑动。油井本身固井质量，施工操作不当等诸多因素。通过分析认为，套管损坏的影响因素主要有以下几种：地质因素：主要包括构造应力场、层间组合、岩层蠕变性能和泥液面膨胀;断层活动等。开发措施因素：油田注水压力过高或人工压裂导致泥岩遇水膨胀，注水后引起地应力变化、地层滑动或断层活动;地层出砂造成生产层段掏空，套管失去支撑;地层亏空较大造成的地层沉降等。钻井因素：主要包括固井质量，管材选取和管体质量。操作因素：主要有下套管时损坏套管、作业磨损、重复酸化、高压作业、射孔等。腐蚀因素：主要包括高矿化度的地层水、硫氢酸根、硫酸还原菌、硫化氢和电化学腐蚀等。在上述因素综合影响和作用下，将产生套管变形、弯曲、破裂、穿孔、错段等多种类型的套管损坏。

2 油层套管损伤机理

地层出砂导致形成空洞，油层的承受力转嫁给套管，是套损的主要因素;作业生产过程中管柱的渗漏、重复射孔、套铣、磨铣及体积压裂、蓄能吞吐、酸化对套管的伤害;完井质量差引起油层套管的损坏：一是固井质量差;二是下完井套管时，丝扣损坏，引起套管漏失;生产过程中在注水时泥岩吸水蠕变、孔眼不完善或采液强度过高造成油层套管伤害。

3 套损区治理恢复原则

一是套损区注水井恢复注水时，要求注采完善，套损区内侧必须有采油井。二是为预防区块内外、层系间和井组间压力产生波动，动、静结合，首先进行定压补欠，各类注水井将注水压力控制在5.0MPa注水。三是分两个阶段调整油水井单井配产配注方案。第一阶段为实施新的总体配产配注方案阶段，时间为三个月，其中恢复注水初期7天按新方案50%注水，8～25天按新方案70%注水，26天以后按新方案注水;第二阶段为调整阶段，根据井组注采平衡及压力分布状况对油水井单井配产配注方案进行跟踪调整。四是各套层系的注水井第一段配注原则：通过以往吸水剖面分析，第一段吸水量占全井30%以上的采取停注;吸水量占全井29%-20%之间的采取控注。五是注水井恢复初期，一个月内必须进行同位素测试，检查管外是否窜槽;修后分层必须再次对套管进行查套验漏，证实无问题后方可注水，每周测一次套压。六是底套管错断加固修复的注入井，允许注水压力要按照底套损点计算。

4 套损井治理的思路以及对策分析

4.1 隔采

对于油田套管破损井的治理思路和对策，最为常用的就是隔采工艺技术。隔采工艺主要有液压式斜井封隔器隔采工艺技术和长寿命封隔器隔采工艺技术。

4.2 套管内加固技术措施的应用

发现套管发生变形后，在套管内部实施加固的技术措施，保持套管的密闭性，使其恢复井筒的正常状态，达到套损修复的效果。利用水力作用，将套管内部的加固管，通过井内的焊接技术，将加固管固定在套管上，将损坏的部位补贴修复，达到套管内加固的状态，恢复套管的完整性。也可以选择和应用套管内的悬挂技术措施，将回插式套管悬挂器输送井筒内，通过套管附件的作用，而将套管进行修复。

4.3 液压式斜井封隔器隔采工艺技术

对于某些套管破损斜井的治理过程中，采取常规封隔器隔采工艺技术后，容易出现油管弯曲变形、管杆偏磨现象加剧、抽油机械设备负荷大大增加等问题，这些状况发生的解封压力较大，容易导致结垢井大修拔钻。因此，可采用液压式斜井封隔器隔采工艺技术。液压式斜井封隔器隔采工艺技术的工作原理是在座封阶段，通过向油管内注水加压，让液压座封机构在液流的作用下，快速达到抗压阻力。抗压阻力达到标准后，抗阻机构剪切销钉被剪断，液压座封机构动作，推动硬扶正机构钢球开始爬坡，涨到套管内壁扶正工具后，密封机构胶筒通过压缩密封套管，座封压力值满足要求后，完成座封工序。在解封阶段，首先将管柱向上提起，解封机构开始作用，解封剪切销钉被剪断，锁定机构达到要求自动弹开，密封机构和硬扶正机构被回收，解封工序完成。

4.4 取套换套技术的应用

针对套管损坏的部位距离井口比较近的情况，利用套铣的技术措施，将套管损坏的部位磨铣掉，然后重新实施换套管的措施，将损坏的套管换掉。结合油田取套换套技术的实际，对错断井、错断弯曲井，实施取套换套的操作，对更换套管后的生产状态进行分析，推广使用取套换套的技术措施，解决严重的套管损坏的问题。应用套管磨铣工具，打通井筒的通道，为测试仪器的顺利下井提供依据。研制配套的磨铣工具系列，解决钻柱偏磨的技术难点问题。不断提高磨铣的效率，为取套换套作业施工提供方便。缩短取套换套施工的周期，及时恢复井筒的正常运行状态，促进油田生产的进步。

4.5 增强套管的强度

在油田井套损中，进行治理优化，首要任务是提升套管的强度。在进行治理时，提升套管强度，必须要充分认识此措施的实施，能够获得不错的效果。在具体实践中，对套损井段，采取整形处理措施，或者磨铣处理措施，对其进行加固处理，进而保证油田井套损治理效果。除此之外，要持续加强固井，增强固井效果。在具体实践中，要做好水泥浆的优化调整，通过硬化水泥，并且在套管附近形成具有较强致密性的连续水泥环。

4.6 长寿命封隔器隔采工艺技术

油田套管破损井的治理过程中，常规封隔器具有隔采有效周期比較短、相对采油产能低等特点，同时，常规封隔器隔采工艺技术检泵时间周期较短，还需要额外支出巨额的维护费用。因此，对于套管破损井，长寿命封隔器隔采工艺技术具有更强的核心竞争力。长寿命封隔器是指通过将插管、防倒灌装置与封隔器进行集成设计，实现在一次操作中一趟管柱完成座封、丢手以及生产等，能够大大简化施工工艺。

5 结束语

通过对套损修复措施优化的研究，合理解决套管损坏的问题，对油水井进行大修作业施工，恢复套管的正常运行状态，保持井筒的完整性，促进油田生产的顺利实施，获得最佳的油气产能，满足油田开发的经济性要求。

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