国内外套管损坏原因综述与防治技术现状
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探讨套管损坏原因及修井作业技术摘要:在油田正常生产过程中,一旦油水井套管损坏,注采井网就会损坏,严重影响油田的正常生产。
为了恢复油水井的正常生产,通常需要对损坏的套管进行修复,以有效避免油水井因套管损坏而停产。
这对油水井的正常生产,提高油田开发的经济效益具有重要的现实意义。
套管损坏的原因多种多样,由于套管损坏的原因不同,采用的修复技术也不同。
因此,有必要根据套管损坏程度合理选择修复工艺。
关键词:套管损坏;原因修井作业;操作技术介绍随着油田勘探开发的不断深入,目前我国大部分油田已进入开发中后期。
油水井经过长时间的生产后,容易发生套管损坏,导致其无法正常生产,严重影响油田的正常生产。
分析了套管损坏的原因,研究了套管损坏的预防措施,探讨了常见的套管损坏修复技术,以供参考。
1、套管损坏原因分析1.1物理因素在井下作业过程中,套管会受到各种力的影响,这些力来自不同的方向。
如果力超过套管的允许极限强度,则套管会损坏。
因此,在下套管设计过程中,必须合理选择套管材料及其强度。
然而,由于我国大多数油田地质条件复杂,很难预测套管的井下条件。
此外,在油水井井下作业过程中,一些井下工具经常与套管发生碰撞或划伤,也会对套管质量造成一定的损坏。
一般来说,套管损坏的物理影响因素主要包括地层移动产生的力引起的套管损坏和外力引起的套管损坏。
其中,地层力引起的套管损坏更为严重。
地层力引起的套管损坏主要包括以下几种情况:(1)岩层塑性流动引起的套管损坏。
(2)盐层坍塌造成套管损坏。
(3)套管故障。
(4)地层蠕变引起的套管损坏。
(5)环境因素造成的套管损坏。
外力引起的套管损坏有三种类型,即摩擦损坏、静水损坏和注水诱导力损坏。
1.2化学因素套管损坏的化学影响因素主要是指地层中的化学物质与套管材料发生化学反应造成套管出现腐蚀,从而形成套管损坏。
通常情况下,套管的管材会与其它物质发生化学反应导致套管腐蚀破坏。
套管腐蚀不仅发生在使用过程中,而且在闲置过程中也可能会发生,套管在使用过程中,与地层中的水分接触,特别是套管表面磨损和破坏的位置腐蚀最明显。
油井套管损坏原因分析及修复技术摘要:本文对油井套管损坏的原因进行分析,对此类井的修复技术进行综合研究,从而为油井作业提供较好的技术支持。
关键词:套管损坏修复分析一、套管损坏的原因综合分析1.生产方式不当,生产压差过大。
盲目快速的开采,破坏了地层结构,大量的地层砂涌入井筒。
不但影响了油井的正常生产,还使近井地带严重亏空,地层坍塌,造成了套管错断或变形。
在井眼有一定的斜度、有坍塌的大洞、固井质量差、水泥返高低的情况下,注汽时套管遇热伸长,在压缩应力的作用下产生弯曲。
2.增产、增注措施不当,高压施工造成原以强度降低的套管损坏。
压裂、酸化施工时压力过高,造成地层串通。
外来水及注汽冷却水的侵入,破坏了地层原有稳定的胶结结构及套管外水泥环,水矿物质对套管造成一定的腐蚀,强度下降。
岩石有蠕变和应力松弛的特性,外来水引起岩石膨胀,当蠕变和膨胀超过套管的抗压强度时,套管就会被挤压变形甚至错断。
3.频繁的修井作业施工。
油田生产的中后期,地层压力普遍降低,漏失严重。
洗井、冲砂作业时,修井液大量的进入地层,造成地层破坏,套管腐蚀损坏。
4.套损井不能及时修复,带病生产,地层水和注入水会进入错断口地层,使地层产生蠕动,重新损坏本井套管,导致套损进一步加重。
不仅如此,还会由于地层的蠕动损坏临井的套管,象瘟疫一样形成套损的恶性蔓延。
5.高压注水、注汽,高温增产措施是造成高采地区套管损坏的主要原因。
高压注水是油田增产、稳产的重要措施,注汽是稠油开采的主要方法,但高压注水及注汽的副作用也是显著的。
资料表明,注水压力越高,套管损坏越多。
注汽轮次越多,套管损坏越严重。
当应力大大超过了套管强度,引起套管接箍或本体断裂。
二、套损修复技术研究套管修复工艺技术已经日趋完善,但现场能够有效使用的工具不多,修复效果不理想。
套管修复技术包括套管诊断技术、套管内打通道技术、套管回接取套换套技术。
1.套管诊断技术为了节约成本,加快工作时效往往采用铅模打印进行判断或者采用经验法对套管进行诊断。
一、套管损坏现象及判断由于各种因素作用的结果,会使石油井套管产生破损。
对于套管破损的油(水)井必须正确地判断、及时修复,才能保证油田生产的正常进行。
所以,及时发现与正确判断套管损坏相当重要。
一般来讲,在油(水)井生产或作业施工中是可以发现套管损坏的。
例如:(1)正常生产过程中,突然发现有大量淡水或泥浆产出。
(2)生产过程中井口压力下降,产液量猛减。
(3)注水井突然发生泵压下降,注水量大增的现象,但却又注不到注水目的层位。
(4)作业施工时,起下钻具(或管柱)有遇阻现象。
(5)套管试压不合格,稳不住压力。
(6)发生地震后,油井不出油等。
发现上述现象后,应当进一步弄清套管损坏的情况和类型,查明破损的程度和形状等。
通常在探测套管损坏时,采用工具通径检查和仪器工程测井两种方法。
工具通径检查是用通井规、铅模或侧面打印器等工具下井进行实探检查;而工程测井主要是采用测井仪器进行微井径测井、井下电视测井等。
近年来,也有采用工艺技术方法检查套管损坏情况的。
如采用双水力压差式封隔器进行双卡法找漏,也是一种很有实用价值的方法。
二、套管损坏的类型由于造成套管损坏的原因很多,每口井的具体情况又不相同,故套管损坏的形式多种多样。
但按其损坏的程度和性质,可以分为套管变形、套管断错、套管破裂和套管外漏等四种类型。
l.套管变形凡是由于地应力轴向应力变化,以及套管外挤压力大于内压力等因素的作用所造成的套管一处或多处缩径,挤扁或弯曲等变化,统称为套管变形损坏,简称套管变形。
套管变形主要有以下几种:(1)套管缩径:凡是套管发生局部内径缩小或出现凹形变形者,称为套管缩径变形,简称缩径。
(2)套管挤扁现场统计与铅模打印资料证明,这类变形井较多,是油(水)井套管损坏中常见的一种。
凡是套管截面由于四周受力不均匀而变成不规则椭圆形的,称为套管挤扁变形,简称套管挤扁。
在实际生产中,套管挤扁变形很复杂,分一处挤扁变形与多处挤扁变形等。
(3)套管弯曲由于轴向应力作用不均匀所造成的套管轴线发生弯曲变形,叫做套管弯曲变形,简称套管弯曲。
油田套管损坏原因及防治措施研究【摘要】随着我国工业化进程的不断加快,对于能源的需求量也逐年增加,而作为我国经济战略的重要一环,石油开采也已步入了成熟稳定的阶段。
随着油田勘探开发的进一步深入,地质层物理性质发生了一系列的变化,以及一些工程因素的影响,造成了大量的油田套井损坏,严重影响了油田的开采进程。
本文概述了目前国内油田套井损坏的主要原因,并就这些原因提出了相应的预防措施和治理办法,对套管的治理工作具有一定的指导意义。
【关键词】套管损坏油田防治措施随着改革开放的不断深入成熟,我国在经济、政治、文化、科技方面均取得了显著的成绩。
改革开放初期,国家提出“依靠科技进步,加快油田发展”的号召。
通过引进国外的先进技术,并依靠我们自身的不断创新,科技运用已经被广泛的应用于石油行业的各个环节,成绩逐年上升,取得了显著的成果。
但近年来,随着油田生产进入中后期,由于长时间的注水、注气开发,频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀、地质储油层的不断变化等等诸多因素,使得各油田中套管损坏十分严重。
据资料统计,目前我国陆上各油田套管损坏数量在一万二千口以上。
油田套管的好坏直接关系着油田能否正常开采运营,是影响油田采出率的重要因素,其直接与国家的经济利益挂钩,是油田开采中需要重点维护的对象。
因此,新环境下,如何有效解决油田套管的损坏问题已成为当今油田开采的一大重点科研难题。
1 油田套管损坏的原因分析油田套管损坏形式可分为:套管弯曲、套管缩径、套管破裂与错断、套管穿孔、套管渗漏等。
其中,套管弯曲指在套管的某一段发生弯曲变形,使整条套管不成一条直线。
通常情况下,这主要是由于油田高压注水和地层应力造成的;套管缩径主要指套管中的某一横截面内径缩小,其主要原因是油田所注入的水进入到了泥岩层,地层应力发生变化,高压力挤压致使套管内径缩小;套管破裂和错断,其主要原因是地层高压力、综合高压力作用于套管所致;套管穿孔通常是由于周围土壤环境对套管的腐蚀作用造成的;套管渗漏通常是由于套管管材自身材质问题所持造成。
套管损坏原因分析及防治技术的研究摘要:随着钻井技术的发展,深井、超深井、复杂地层井、含腐蚀介质油气井的开采不断增加,随之而来的是套管的损坏率不断提高,影响了油气井的开采寿命,经分析研究认为套管的损坏原因主要由地质因素、工程技术因素、油气井开发方式等构成,针对不同的套损原因和机理,当前各国钻井界已采用了多种防治措施,通过综合利用这些技术,对延长套管寿命、进行套损修复、增加油气井的开采,均有很大的帮助。
关键词:套管损坏损坏原因机理防治技术一、套管损坏原因1.1变形和挤毁套管的变形和挤毁这两种损坏方式主要是由地质因素造成,油气井随着油气的开采,地层压力迅速释放,特别是油井出砂,使得储集层砂岩疏松,形成空洞,当上部覆盖地层和下部支撑地层的应力向储集层释放时,储集层就可能发生弹性变形和塑性变形,整个地层的应力变化,导致套管受挤压破坏,这种破坏形式在各大油田均有存在。
巨厚盐膏层的蠕变同样会产生套管的变形和挤毁破坏,这种现象在新疆塔河油田、江汉油田等地区普遍存在[2]。
在钻井和开采过程中,随着水分子对盐膏层的侵蚀,盐膏层的压力体系会产生变化,盐膏层发生蠕动变形,这在钻井过程中非常明显,其蠕变速度之快可导致下套管和固井作业的时间不够,在套管下入后,进行固井作业准备期间,盐膏层的蠕动就可能使套管变形。
并且,经验显示盐膏层厚度越大,蠕变速度越快。
1.2 错断套管的错断大多数由地层的断层滑移变形等造成,也可由盐膏层的蠕变造成,其对油气井的危害程度大于套管的变形和挤毁破坏,一旦形成错断,油气井就会报废,无法进行修复。
错断的产生往往在地层倾角较大的地区,由于对油气储层的开采,破环了原始地层的应力平衡,打破了原始地层结构力的相对静止状态,造成地层的蠕动,使地层的上下层面发生相对位移,对穿过地层的套管形成剪切,造成套管错断。
1.3 磨损套管的磨损大多由工程技术因素造成的,磨损方式可以分为纵向磨损和横向磨损。
纵向磨损主要由起下钻具、起下采油管具等施工引起,套管内管柱与套管之间的纵向相对运动造成这种磨损现象;横向磨损主要是由钻柱旋转,与套管之间形成相对转动引起,这些磨损方式在定向井、水平井等斜度较大的井或者是狗腿度严重的井,存在较为严重。
一、套管损坏现象及判断由于各种因素作用的结果,会使石油井套管产生破损。
对于套管破损的油(水)井必须正确地判断、及时修复,才能保证油田生产的正常进行。
所以,及时发现与正确判断套管损坏相当重要。
一般来讲,在油(水)井生产或作业施工中是可以发现套管损坏的。
例如:(1)正常生产过程中,突然发现有大量淡水或泥浆产出。
(2)生产过程中井口压力下降,产液量猛减。
(3)注水井突然发生泵压下降,注水量大增的现象,但却又注不到注水目的层位。
(4)作业施工时,起下钻具(或管柱)有遇阻现象。
(5)套管试压不合格,稳不住压力。
(6)发生地震后,油井不出油等。
发现上述现象后,应当进一步弄清套管损坏的情况和类型,查明破损的程度和形状等。
通常在探测套管损坏时,采用工具通径检查和仪器工程测井两种方法。
工具通径检查是用通井规、铅模或侧面打印器等工具下井进行实探检查;而工程测井主要是采用测井仪器进行微井径测井、井下电视测井等。
近年来,也有采用工艺技术方法检查套管损坏情况的。
如采用双水力压差式封隔器进行双卡法找漏,也是一种很有实用价值的方法。
二、套管损坏的类型由于造成套管损坏的原因很多,每口井的具体情况又不相同,故套管损坏的形式多种多样。
但按其损坏的程度和性质,可以分为套管变形、套管断错、套管破裂和套管外漏等四种类型。
l.套管变形凡是由于地应力轴向应力变化,以及套管外挤压力大于内压力等因素的作用所造成的套管一处或多处缩径,挤扁或弯曲等变化,统称为套管变形损坏,简称套管变形。
套管变形主要有以下几种:(1)套管缩径:凡是套管发生局部内径缩小或出现凹形变形者,称为套管缩径变形,简称缩径。
(2)套管挤扁现场统计与铅模打印资料证明,这类变形井较多,是油(水)井套管损坏中常见的一种。
凡是套管截面由于四周受力不均匀而变成不规则椭圆形的,称为套管挤扁变形,简称套管挤扁。
在实际生产中,套管挤扁变形很复杂,分一处挤扁变形与多处挤扁变形等。
(3)套管弯曲由于轴向应力作用不均匀所造成的套管轴线发生弯曲变形,叫做套管弯曲变形,简称套管弯曲。
套管损坏机理及预防措施研究【摘要】套损相关理论研究对油气田开采有重要作用,通过调研国内外相关文献,总结出了套损的机理,并在套损成因的基础上提出了多种预防措施,指明了套损井研究的不足与今后发展方向。
【关键词】套管损坏预防措施发展方向多年来国内外很多学者都开展了套管损坏的机理研究,而国内外油田开发实践表明,套损现象非常普遍。
由于油藏自身地质情况不同,不同井的钻井情况及后期开采工艺不同,导致套管损坏的形式及机理具有复杂性和多样性。
国内外套管损坏严重,如美国贝尔利吉油田1000多口套损井,大庆油田累计发现万余口套损井,套管损坏带来巨大经济损失,影响油气开发后续工程,套损问题已成为国内外油田开采过程中急需解决的问题。
1 套管损坏的原因导致套损现象有多方面的原因,比如岩石自身的化学、物理变化,层间滑动或沿结合面滑动,套管材料或套管固井质量,施工质量以及开发管理的规范与否等。
主要包地质因素、工程因素、腐蚀因素等。
(1)泥页岩中浸水区域:若当注水压力较高时,注入水一方面从泥岩或者页岩的裂缝(原生和次生)浸入,另一方面从砂泥岩交界面浸入。
如果泥页岩浸水,抗剪强度、摩擦系数都会大幅度降低,并且泥页岩本身富含吸水矿物如蒙脱石等,这样会导致岩体体积发生膨胀,泥岩处于塑性变形状态,若此时具备一定倾角,岩体会发生蠕动或者塑性流动,最终挤压套管,导致套损现象发生。
(2)流固-耦合作用:指渗透性岩石中自身的流体和岩石本身骨架之间发生的相互作用。
岩石中孔隙压力和流体的改变会引起储层所处应力场的改变,进一步使流场特征发生变化。
若流体在岩体流动,岩石骨架应力变化会随着孔隙压力的变化而变化,从而引起地层的变化(压实或膨胀),此时储层的物性(孔隙性和渗透性)将发生变化。
套损现象的发生是岩石中流体,地应力以及岩石特性相互作用导致的。
(3)不同区块间孔隙压差:造成区块间孔隙压差的原因主要包括平面上的不均衡注水和钻井的调整。
处于高孔隙压力的区域有效应力减小,反之增大,从而产生差异应力场。
引起石油套管损坏的原因石油套管是石油井的重要组成部分,负责承载地面钻机的重量、管道输送油气和保持井眼稳定。
但由于地壳活动、化学作用和机械因素等多种原因,石油套管很容易遭受损坏,甚至导致生产事故。
本文将讨论引起石油套管损坏的原因,并提出相应的防范措施。
1. 腐蚀石油井套管长期暴露在地下环境中,会遭受多种化学腐蚀,尤其是在含硫化合物、氧化物或酸性物质存在的情况下。
腐蚀会引起套管管壁变薄,甚至形成孔洞,从而导致油气外泄和井口坍塌等事故。
为防止腐蚀,可以采用以下方法:•使用防腐材料制造套管。
•在套管内壁喷涂防腐涂层。
•注入防腐剂进行保护。
2. 磨损石油井套管在钻井过程中,地震运动和钻头旋转等机械作用会使套管表面受到磨损。
磨损会造成套管壁变薄,甚至被磨穿,引起油气泄漏或井壁塌陷等事故。
为防止磨损,可以采用以下方法:•提高套管材料的硬度和强度。
•采用合适的润滑剂减少磨损。
•控制钻头的旋转速度和工作压力。
3. 压力石油井套管在生产过程中,会承受高压力的冲击,如油气爆炸、地震等,这会导致套管和井壁产生变形和破裂,引起油气泄漏和井壁坍塌等事故。
为防止压力造成的损坏,要采用以下方法:•选择强度高、韧性好的套管材料。
•加固井壁结构,提高井的稳定性。
•安装压力阀,控制井口压力。
4. 温度石油井套管在生产和钻探过程中,会受到高温的影响,如油气的燃烧、钻探液的加热等。
高温会降低套管的强度和韧性,引起套管变形和断裂等事故。
为防止温度造成的损坏,要采用以下方法:•选择高温下仍具有良好机械性能的材料。
•控制油气的燃烧温度。
•加强冷却和散热措施。
5. 自然灾害石油井常常受到地震、风暴、洪水等自然灾害的影响,这些灾害会对套管和井壁造成严重的损坏,甚至导致井口坍塌和油气外泄等不可逆的后果。
为减少自然灾害对石油井造成的影响,可以采用以下措施:•对石油井的选址和设计要符合地质特征和气象条件。
•建立灾害预警机制,提前采取防护、转移等措施。
•提高井口建设的防御能力。