下载文档原格式
南三区油水井套损原因分析及预防措施【摘要】南三区油水井套损是一个常见的问题，主要原因包括腐蚀、磨损和挤压变形。
为了预防这些问题的发生，可以采取定期检测和维护、优化注水工艺以及选择优质材料的预防措施。
这些措施可以有效提高井套的使用寿命，减少维修成本。
通过分析这些问题的原因和预防措施，可以更好地保护油水井的安全性和稳定性。
未来可以进一步研究和改进预防措施，提高油水井的整体效率和稳定性。
【关键词】南三区、油水井、套损、原因分析、预防措施、腐蚀、磨损、挤压变形、定期检测、维护、优化注水工艺、优质材料、总结分析、展望未来1. 引言1.1 背景介绍南三区是中国的一个重要石油开发区域，拥有丰富的油田资源。
在南三区的油田开发过程中，油水井套是一个至关重要的组成部分。
油水井套是保证油水气井正常生产和运行的关键设备，其损坏将直接影响到油田生产效率和安全运行。
随着油水井开采深度的增加和作业条件的复杂化，南三区油水井套损的问题日益凸显。
井套损不仅会造成生产中断和生产效率降低，还会带来油井渗漏、井下环境污染等严重问题。
深入分析南三区油水井套损原因，并采取有效的预防措施，对保障油田生产和环境保护具有重要意义。
本文将从腐蚀、磨损和挤压变形等方面分析南三区油水井套损的原因，同时对定期检测和维护、优化注水工艺以及采用优质材料等预防措施进行探讨。
希望通过本文的研究，能够为南三区油水井套的保护和管理提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了深入分析南三区油水井套损的原因，探讨可能的预防措施，以提高油水井的可靠性和稳定性。
通过对腐蚀、磨损和挤压变形等井套损原因进行详细分析，可以为相关企业制定有效的维护计划和技术改进方案提供参考。
通过预防措施的探讨，可以有效降低井套损失带来的经济损失，提高油水井的生产效率和安全性。
本研究旨在为南三区油水井的运营管理提供科学依据，推动油田开发工作的健康发展。
通过对井套损原因和预防措施的分析，可以为未来的研究和实践提供重要参考，促进油水井设备的长期稳定运行和生产效益的提升。
探讨套管损坏原因及修井作业技术发布时间：2022-08-16T02:03:57.856Z 来源：《工程管理前沿》2022年第4月7期作者：张琦[导读] 在油田正常生产过程中，张琦大港油田采油一厂天津市300280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。
浅谈油田注水井套损的原因及治理优化摘要:在油田开采过程中可能会因为高压注水、压裂技术使用不当、防腐蚀措施不到位等原因出现井套损现象，这一问题会直接的影响到油田的水驱开发效果。
本文在对于油田注水井套损的原因进行分析的同时，探讨了可行的油田注水井套损的治理优化策略。
关键词:油田注水；井套损；原因；优化策略1、油田注水井套损的原因分析油田注水井套损的原因有很多，以下从地质原因、高压注水原因、施工作业原因、腐蚀原因等方面出发，对于油田注水井套损的原因进行了分析。
1.1 地质原因油田注水井套损在很多情况下都是因为地质原因所导致。
较为常见的地质因素多包括有断层活动、泥岩蠕变、地层出砂等应力因素。
在这一过程中诸如断层等因素对套损井的影响是深远的，并且在油田的开发过程中断层活动也属于直接造成套管损伤的重要因素。
其次，因为存在着吸水后岩石的膨胀和蠕变的情况，这回在很大程度上改变了泥岩的力学性质和应力状态，最终导致泥岩的位移和变形并导致了套管的变形、损坏地层出砂易导致套管弯曲。
1.2 高压注水原因油田注水井套损与高压注水的不当有着密切的联系。
通常来说高压注水会在很大程度上造成套管损坏。
如果存在这种情况则会在很大程度上破坏原地层的应力平衡，最终使套管应力不均匀和套管的严重变形。
其次，高压注水原还会在很大程度上导致整个断块的注采井网瘫痪，最终影响到油田本身整体的稳定性。
1.3 施工作业原因油田注水井套损多是施工作业不规范所导致。
一般而言工程施工方面的因素有很多，并且在长期完井和开发过程中容易受到生产压差和注水压差的影响，从而造成套管的损坏。
其次，如果存在着固井质量差和水泥环质量差的情况则有可能会造成套管受非均匀载荷破坏。
因此施工人员在施工和射孔过程中应当合理的控制射孔密度，从而能够避免不合理地选择和及时控制套管强度。
1.4 腐蚀原因各种腐蚀因素带来的负面影响是深远的。
因为矿化度会在很大程度上产生腐蚀影响，并且盐类也会对于套管产生不同程度的电化学腐蚀。
收稿日期:2007201204基金项目:国家863计划“膨胀管钻井技术”资助项目(2006AA06A105)作者简介:唐 明(19692),四川营山人,男,高级工程师,博士研究生,2000年硕士毕业于中国石油大学,现从事石油完井工程技术及管理工作。
文章编号:100123482(2007)0920007204套管损坏形态分析及预防措施唐 明1,2,金有海1,刘 猛3(1.中国石油大学(华东)机电工程学院,山东东营257061;2.胜利石油管理局钻井工艺研究院,山东东营257017;3.中油国际海外研究中心,北京100083)摘要:套管损坏的主要类型可归纳为变形、破裂和密封性破坏3类。
分析了射孔对套管损坏的影响,提出了合理选择射孔弹及射孔枪、改进套管柱设计方法、对下井套管要进行严格质量检验、提高套管抗挤强度等具体措施来减少套管的损坏。
关键词:套管;损坏;形态分析;预防措施中图分类号:TE931.202 文献标识码:AConf iguration Analysis of C asing Damage and Preventive MeasureTAN G Ming 1,2,J IN Y o u 2hai 1,L IU Meng 3(1.College of Mechanical and Elect ronic Engineering ,China Universit y of Pet roleum ,Dong ying 257061,China;2.Drilling Engineering T echnology Research Institute ,S hengli Petroleum A dministration ,Dongying 257017,China; PC I nternational Research Center ,B ei j ing 100083,China )Abstract :Configuration of casing damage can be in t hree categories :deformation ,break and seal damage.This paper analyzed t he effect of perforation on casing ,p roposed several measures which can be used to decrease casing damage ,such as selecting reasonably perforation gun and bullet s ,imp roving casing p rogram ,inspecting rigorously casing quality ,raising casing st rengt h ,and so on.K ey w ords :casing ;damage ;morp hological analysis ;p reventive measure 国内外已开发油田的资料表明,从建井开始到生产中后期均有不同程度套管损坏现象。
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。
[键入文字]
试论注水井套损原因
对于低渗透油田一般采用高压注水的开发方式，高压注水开发虽取得了明显的经济效益，但也使注水井套管的工作环境不断恶化，以下就是由小编为您提供的试论注水井套损原因。
套管所受的负载不断增加，造成套管出现不同程度的变径甚至破裂，部分井还出现了浅层套管漏失窜槽的情况。
为此迫切需要找出引起这些油田套管损坏的主要原因，并采取相应的措施，防止或减少高压注水井的套管损坏，这对今后低渗透油田正常的注水开发具有着重要意义。
高压注水井套管损坏特征
低渗透油田高压注水井套管损坏以套管漏失、缩径变形为主，变形严重的发生破裂现象。
经统计，86.2%的套管损坏井套损出现的时间一般在转注后5年以内。
套管漏失主要发生在套管上部未固井井段，缩径变形主要位于射孔部位附近的夹层及射孔井段，且缩径变形水井注水压力一般都比较高，射孔部位出现套管变形的注水井大都存在出砂情况。
高压注水井套管损坏原因分析
1。
套管损坏原因及修井作业技术简介引言在油田正常生产过程中，一旦油水井发生套管损坏，就会导致注采井网被破坏，给油田的正常生产带来了严重的影响。
为了恢复油水井正常生产，通常需要对破损套管进行修复，从而有效地避免油水井因套管损坏而导致停产问题的发生。
对油水井的正常生产，提升油田开发经济效益具有十分重要的现实意义。
套管损坏的原因多种多样,套管损坏的原因不同，其采用的修复技术也不同，因此，需要针对套管损坏程度，合理选择修复工艺技术。
1套管损坏原因分析1.1物理因素套管在井下服役过程中会受到多种力的作用，并且作用力来自不同的方向，如果作用力超过了套管允许的极限强度，套管就会发生损坏，所以，在进行下套管设计的过程中，需要对套管的材料及其强度进行合理的选择。
但是，由于我国大多数油田地质情况复杂，套管在井下的情况难以预测，另外，油水井在井下作业的过程中，有些井下工具在起下的时候经常会与套管发生碰撞或者刮擦，也会对套管质量造成一定的损坏。
综合而言，套管损坏的物理影响因素主要有地层运动产生的力对套管的破坏和套管在外加力的作用下造成的损坏，其中，地层力对套管的损坏程度较为严重。
地层力对套管产生的破坏主要有以下几种情况：1.1.1岩层产生塑性流动对套管的破坏。
如果地层中的岩层发生塑形流动就会对井下套管产生一定的破坏作用，轻则使套管变形，严重时可导致套管损坏，甚至发生断裂。
例如，地层中如果发育盐膏层或者盐层，这些地层一旦受到外力的作用，或者在高温高压的情况下就会发生塑性流动，并对套管形成挤压，通常套管在完井的过程中会采用水泥固井，对油层套管段进行封固，其目的主要是防止套管外壁受到外力的挤压，但是如果由于盐膏层或者盐层发生塑性变形产生的地层力远大于固井水泥承受的最大压力时，不均匀分布的载荷就会通过固井水泥外壁传递到套管中，进而对套管进行挤压，造成套管破坏。
1.1.2盐层坍塌对套管的破坏。
地层中的盐层遇水后会发生溶解，随着溶解的不断进行，井径也会不断地增加，当溶解达到一定程度时，就会发生盐层坍塌，从而对套管形成挤压和冲击，造成套管损坏。
《注水导致套管损坏机理及力学模型研究》篇一一、引言随着石油、天然气等资源的不断开发，注水技术作为提高采收率的重要手段，在油田开发中得到了广泛应用。
然而，注水过程中常常会出现套管损坏的问题，这不仅影响了油田的正常生产，还可能造成严重的经济损失。
因此，研究注水导致套管损坏的机理及力学模型，对于预防和减少套管损坏具有重要意义。
二、注水导致套管损坏的机理1. 地质因素地质因素是导致套管损坏的重要原因之一。
地层中的裂缝、断层、岩性变化等都会对套管的稳定性产生影响。
在注水过程中，由于水压的作用，这些地质因素可能加剧套管的变形和损坏。
2. 水力作用注水过程中，水压的变化会对套管产生水力作用。
当水压超过套管的承受能力时，套管会发生变形、破裂等现象。
此外，水中的杂质、腐蚀性物质等也会对套管造成腐蚀和磨损，进一步加速了套管的损坏。
3. 工程因素工程因素也是导致套管损坏的原因之一。
例如，套管的设计、选材、施工等环节中存在的问题，都可能导致套管在使用过程中出现损坏。
此外，注水设备的运行状况、注水速率等也会对套管的稳定性产生影响。
三、注水导致套管损坏的力学模型研究为了更好地研究注水导致套管损坏的机理，需要建立相应的力学模型。
以下是一种常见的力学模型：该模型基于弹性力学和塑性力学理论，考虑了地层的应力状态、套管的材料性能、注水过程中的水压变化等因素。
具体而言，该模型将地层、套管、注水设备等视为一个整体系统，通过分析系统中的力学平衡关系和能量转换关系，来研究注水过程中套管的受力情况和变形规律。
在建模过程中，需要考虑到以下几个关键因素：1. 地层的应力状态：地层的应力状态是影响套管稳定性的重要因素。
在建模过程中，需要考虑到地层的岩性、构造、地应力等因素对套管的影响。
2. 套管的材料性能：套管的材料性能是决定其承受能力和使用寿命的关键因素。
在建模过程中，需要考虑到套管的材料类型、强度、韧性等因素对套管的影响。
3. 注水过程中的水压变化：注水过程中的水压变化是导致套管损坏的直接原因。
注水井套管损坏原因分析及预防措施
摘要：根据某油田地质特征和注水开发套管损坏的特点，从泥岩吸水蠕变、砂岩膨胀等方面分析油田套损形成的原因，并提出了综合预防及治理措施。
实际表明，注入水进入地层后，在砂岩垂向膨胀、轴向拉应力和泥岩径向挤压载荷的作用下，使套管发生变形损坏。
采取合理注入压力、选择合适套管等级、调整注采井网、控制注水压力和工艺措施是预防套损的有效手段。
关键词：套管损坏注水开发蠕变砂岩膨胀
某作业区从2007-2011年共发现注水井套损井70口，套损井主要为水井。
从现场验证的情况来看，其中套损形式以变形为主共有49口，占70%，其次是错断17口井，占24.3%，其次还有套管破裂、外漏、拔不动。
大部分套损井为多变点、长井段损坏，其中断层附近的套损井所占比例较大，且套损程度比较严重，大部分套损点位于射孔井段内夹层部位或顶界附近。
1原因分析
1.1泥岩段套管损坏分析
（1）注水诱发泥岩段套管损坏的基本原因。
注入水进入泥岩层，改变了泥岩的力学性质和应力状态，从而使泥岩产生位移和变形，挤压造成套管损坏。
当注水井在接近或超过底层破裂压力注水时，大量高压水便窜入泥岩隔层、地层界面引起物质、地层因素变化，对套管产生破坏力。
不平稳注水使地层经常性张合，导致套管周围的水泥环松动、破裂，注入水得以沿破裂的水泥环窜至泥岩层，使注入水与损坏段外泥岩充分接触。
（2）由于地下岩层非均匀地应力存在，当注入水进入泥岩层，破坏了其原始的含水状态，使泥岩层出现侵水软化，产生了蠕变变形，从而在套管周围形成了随时间变化而增大的类似椭圆型的径向分布非均匀外载，要忽略水泥环的作用时，这种载荷在最大地应力方向将超过该深处的最大主地应力值，而在最小地应力方向低于该深处的最小主地应力值。
套管周围蠕变外载的分布形式用椭圆形表示，一般情况下，套管周围椭圆形蠕变外载的分布规律可表示为：
，（1）
套管外载的最终值与地应力成正比，比值以K1、K2表示：
；，（2）
式中：—套管所受的径向蠕变外载力，MPa；—与最大水平地应力方向的
夹角；S1、S2—与试验条件与岩石性质有关的常数，MPa；、—最大、最小水平主应力，MPa；、—与最达主应力成00方向900方向的套管外载的最终稳定值，MPa。
，（3）
公式表明，这种载荷载在最大地应力方向将超过该处的最大主应力值，而在最小地应力方向低于该处的最小地应力值。
与均匀外压相比各种套管抗非均匀外压的强度要低得多。
“等效破坏载荷”是在椭圆形外载条件下，当外力达到某一临界值时，套管发生弯曲变形被挤扁。
套管强度降低的程度取决于椭圆形载荷的比值K，K值越小，强度降低得越多。
1.2砂岩段套管损坏分析
高压注水时，如油层物性差，油水井间连同性不好，就会在油层附近蹩起高压。
蹩压作用使岩石骨架膨胀，吸水层厚度增加，引起砂岩层局部发生垂向膨胀。
对倾角很小的砂岩层来说，厚度变化量可用美国学者根据含油砂岩室内试验推导的理论公式来描述。
，（4）
式中：—砂岩吸水前后地层压力变化量值，MPa；——吸水砂岩厚度，m；—砂岩的体积压缩系数，1/MPa；—砂岩原始空隙度，无因次。
对于注水后砂岩的厚度变化为
，（5）
式中：P0—砂岩层原始地层压力，MPa；P1—砂岩层吸水后空隙压力，MPa。
一般认为，长时间大面积注水，井底周围空隙水压等于注水压力。
在高压下，岩石骨架膨胀，当水泥环胶结良好时，穿过该油层的套管随之伸长，因而对套管产生了较大的附加拉应力。
假设套管的伸长量等于砂岩的厚度变化，根据材料力学理论，可求出相应的拉应力
，（6）
式中：—材料的应变，无因次；E—杨氏模量，MPa。
将（5）式代入（6）式，得
，（7）
在附加拉应力作用下，对套管柱进行受力分析时，应取管体抗拉强度和接箍
抗拉强度的较小者作为抗拉强度极限。
当岩石骨架膨胀对套管产生的附加拉应力超过所用套管强度时，套管将被拉断。
在实际注水井中，由于射孔井段一般都是砂岩和泥岩的混层，注入水进入地层后，引起砂岩垂向膨胀，使套管承受附加拉应力，降低了套管的抗挤毁强度，在泥岩蠕变引起的径向挤压载荷的作用下，套管发生变形损坏。
2综合治理
2.1防止注入水窜入弱夹层
注入压力限制在地层微裂缝以下。
注入压力应以满足注水量，防止套管损坏为合理注入压力。
加强注入水质配伍研究，控制注入压力过高。
定期对高压注水井采取洗井、防膨及解堵措施，防止各种因素造成地层污染。
2.2提高套管抗挤强度
完井采用高钢级、大壁厚的套管。
对容易发生变形的岩层段，普通N80/139.7难以承受不均匀地应力的挤压。
油田开发前要准确测定地应力值，选择合适的套管等级和壁厚。
在易发生套管损坏的泥岩带下双层组合套管，或下入壁厚大、强度高的套管。
2.3调整注采井网、控制注水压力
当现有的注采井网注入水压力达到一定值，无法满足油田配注要求时，可以通过调整注采井网，加密注水井来控制降低注入水压力，防止高压注水导致的套管损坏现象。
2.4工艺措施
对于套损井，加强新工艺研究，提高小套管、套管补贴等工艺的研究力度，找到能够满足油田需要的成套技术，延长已套损井的生产寿命，达到更好的经济效益。
3结束语
套管损坏多发生在注水井，泥岩层吸水蠕变与砂岩层发生垂向膨胀，使得套管难以承受较大的非均匀挤压力，导致套管损坏。
研究新工艺，对现有的工艺进行改造，以达到适用于油田具有经济效益的工艺措施。
参考文献：
[1] 王仲茂.油田油水井套管损坏的机理及防治[M].北京：石油工业出版社，1994-04：61～84.
[2] 胡博仲，徐志良.大庆油田油水井套管损坏机理及防护措施[J].石油钻采工艺，1998，24(5)：95～98.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
