注水井套管损坏原因分析及预防措施

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。

张 卫 斌 （ 延 长油 田股份有 限公 司吴起 采油厂 ，陕西吴起 ７ １ ７ ６ ０ ０）
摘 要： 通过对部 分套管损坏 井的 系统分析 ，发 现油水井 套管损 坏 的因素错 综复杂 ，很 多因素互相影 响，最终导致 油水井 套 管的损 坏 。 关键词 ： 套管 ： 损坏 ；非均质性 ：注水压差 中图分类号 ： Ｔ Ｅ ３ ５ ８ 文献标志码 ： Ｂ 文章 编号 ：１ ０ ０ ３ － ６ ４ ９ ０（ ２ ０ １ ７ ）Ｏ ６ ＿ Ｊ ０ ２ ４ ４ ＿ ｏ ｌ
Ｃａ ｕ ｓ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ
Ｚｈａ ｎ ｇ Ｗｅ ｉ － ｂ ｉ ｎ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙｓ ｔ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｓ ｏ ｍｅ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ｗｅ ｌ ｌ ｓ ，ｉ ｔ ｉ ｓ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ｔ ｈ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｏ ｆ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｍａ ｇ ｅ ： ｃ ｓｉ ａ ｎｇ； ｌ ｏ ｓ ｓ ； ｈ ｅ ｔ ｅ ｒ ｏ ｇ ｅ ｎ ｅ ｉ ｔ ｙ； ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ
１ ． ２ ． ２ 固井 质量 １ 套损井原 因解析 目前造 成油 水井 套管损 坏 的因素 主要 分为 工程和 地质 类 固井 质量 是 否合格将 直接 影 响油井 使用寿 命 与开采 后期 因素 两 大 类 。 的注 采关 系平 衡， 固井的 现场施 工受 限 因素很 复杂 ，固井质 １ ． １ 地 质 类 因素 量在 实 际施工 中很难 达 到理想 状态 ，井斜 、固井水 泥材 料不 地 层 的岩性 、非 均质 性、储 层倾 角、地 壳运 动 、油层 腐 达标 、泥浆 密度 的高 与低都 将影 响 固井质量 ，最 终成为 套管 蚀 等因素 是套 管最 终破损 的客 观条件 ，上述 因 素一旦 引发 就 损坏 的因素 。 ． ２ ． ３ 完井 质量 会造 成地 应力 的极 大变化 ，而且 油水 井 的套管 也将遭 受到 严 １ 重损坏 ，有 时会 导致套管大面积破损 ，影 响油 田的正常开采 。 完井 方式 的选 择对套管 的影响非 常大，尤其 是射孔完 井， １ ． １ ． １ 油层 的 非均 质性 如果 射孔 工艺 选择不 合理 ，会 出现 套管 外部水 泥环 破裂 或者 因为沉积环 境各异，陆相沉积的砂岩油 田，油藏 的渗透 性 套管 直接 破损 等情况 。射孔 过程 中如果 深度 误差较 大亦 或发 差别很大 ，随着 油田步入依靠注水补充地层能量进行开发 的阶 生误射 （ 把差薄油 层中 的泥 岩或者页岩 隔层破坏 ） ，将 会使泥 段 ，油层 的非均 质性将会导致注水开发过程 中注采 比的严重 失 页岩被注 入水侵蚀 ，黏土将 发生膨胀 ，导致地应 力发生变 化， 衡 ，也是 引起地层孔 隙间压力场分 布不均的主要因素之一。 使套管损坏 ，另外射孔 密度 选择是否合适也将影响套管 强度 。 １ ． １ ． ２ 地层 倾 角 ２ 套 管损坏 预防措施 陆 相沉积 大部 分属 于背斜 亦 或 向斜 构造 ， 由于这 部分构 针对 套管 损坏 原 因，提 出下述 预防措 施 ，便于 减缓套 损 造是 因地 层应 力通 过相互 挤压 而形成 的 ，所 以在 条件相 同的 井的上升速度 。 情况 下，受 到岩 层 自身重 力分 力影 响，地层倾 角偏 大构 造 的 ２ ． １ 开 采时 保持 合理 的 注采 压差 轴部跟地层倾角 偏小构造的 陡翼部容 易出现套 管破 损的现象 。 随着油层流体持续的采出，如果不能及 时注水来补充能量， １ ． １ － ３ 岩体 性质 岩石弹性应力会大量地释放进而 形成低应 力区，而 周边 高压 区 沉 积构造 形成 的油藏 ，储 层 大 多是砂 岩、泥 沙岩 等。在 的岩体在压差作用下会像低压 区运动 ，造成套 管的变形或者损 注水 开发 阶段 ，随着 油层 中上部位 的泥 页岩被 注入 水逐 步侵 坏。反之如果注水强度过大 ， 则会形成相对应的高压 区， 岩体 同 蚀后 ，其摩擦 系 数与 抗剪 切强度 大幅 下 降，而后套 管会 因岩 样 会受压不平衡而发生位移 ，所 以油 田开 发要选择 适合 的注水 石膨 胀作 用力 而被挤 压 。而 具有某 种程 度倾 角 的岩 石 与水接 压力， 保持岩石空隙压力， 使得岩体 内压力平衡 ， 避免套管破 损。 ． ２ 防 出砂 触 呈塑 性 时，就 会把 上 覆岩 石 的压 力 逐层 传 导至 套 管本 身 ， ２ 随着上覆压力 的持续作用，最终导致套管损坏 。 油井或水井吐砂不仅会影 响油水井 正常生 产，也会在出砂 １ ． １ ． ４ 断层 活动 层 位 出现空洞 ，而相应位置 的套管将 失去支撑 ，当上覆 盖层发 油 田在注水 过程 中，由于 断层处的地应力 比较集 中，断层 生坍塌时 ，下滑的岩体会对套管造成挤压或撞 击，使得 套管变 面 的倾角 相对 较大 ，所 以在 经过 注入 水的 长期侵 蚀作 用、重 形或损坏，所 以在油井开采 时要尽量 防止油层 吐砂 的现象 。 力作用 和断层两侧 压差作用 ，会 出现 局部的地应 力集 中现 象 ， ２ ． ３ 防止 套 管的 腐蚀 使岩石产生相对滑移 ，进而对套管造成损坏 。 目前套管 防腐技术主要有 四种 ： １ ． ２ 工 程 因素 （ １ ）提高 固井质量 ，隔绝腐 蚀介质和套管 间的连通 。 地 质 因素 具有 客观 存在 性 ，在 某些 特定 因素 的诱发 下会 （ ２ ）运 用 阴极 保 护 技 术 。 变 成套 管破 损 的重 要 因素 。油 田开 发 中所 采 用 的压裂 工 艺、 （ ３ ）使用 防硫化氢套 管。 解堵 工艺 、注 水等 工 艺与钻 井过程 中固井质 量好坏 及套 管 自 （ ４ ）运用杀菌剂 杀菌防腐。 身 的伸缩等都是 诱发地质因素使其产生破坏性 的原因。 ２ ． ４ 改 良射 孔对 套管 的损 坏 １ ． ２ ． １ 套管 自身质量 射孔技术对套管 的损坏主要与射孔枪 型和 弹型有关，所 以 油 田 中所 用 的套管 本 身都会 存在 微孔 、螺纹 不合 格、抗 射孔时应采用药量小 、深 穿透 、孔型规则 的射 孔弹，严禁使用 剪切 能力 和抗 拉强度 不达 标等 质量 问题 ，油井完 井 以后，在 无枪身射孔 ，射孔孔 眼应采用螺旋形排 列，当油层 固井质量不 采 油 压差 和注水 压差 的持 续作 用下 ，套 管外 部 的流 体或 者气 好时要采用缩减孔密等措 施，防止对套 管造成更大 的伤害 。 体就 会渗入 进井 中或 进入 套管 与岩壁 的孔 隙位置 ，随着 流体 ３ 结 束 语 与气 体 的 分离 ，气体 将 在 环 空上 方汇 集 ，形 成硫 化氢 气 塞， 通过对 套管损坏 的机理研 究，可 以制 定相应 的防护措施 ， 具有很强 的腐蚀 性，最终腐蚀套管 。 为后 续 套 管保护 提 供 了理 论依 据 ，进 一 步 延长 油水 井 寿命 ， 提高油 田经济效益 。

（ 一 ）油 田 注 水 井 现 状
本 油田截止Ｎ２ ｍ３ 年４ 月２ （ ） 日，注水井总井数２ ５ ９ １ ］，开井 ：
２ ２ ３ 口 油 田注 水按 压 力分 为 两个 系 统 ：一部 分是 联 合 队注 水 站 供 给 ，压 力 为 １ ０ ． ５ Ｍｐ ａ 左 右 ，共 汁开 井 １ ７ １ ［ Ｊ ；一 部 分是 各 注 水
还 可 以使 套 管 发 生 氢致 应 力腐 蚀 ，反应 生 成 的 沉 积在 试样 表而 的Ｆ ｅ Ｓ 可 与未 沉 积 Ｆ ｅ Ｓ 的 试样 表 而 构 成 强 电偶 ，反 而 促 进 了 套管 腐蚀。 （ ４ ）施工 质 量 问题 也 是造 成 套管 损 坏 的 一个 方 而 。 套管 丝 扣 泄 漏 。 由于 在 温 度 ，腐 蚀 介 质 以 及拉 伸 、压 缩 、内 外 压 力 、弯 曲复 合 载 荷 等综 合 影 响 下 ，螺纹 连 接 部 位 会 出 现 滑 动 、
的可持续发展有着 重萼的意义，尤其是对于注水
开 发 效 果 较 好 的 区块 更 是 意 义 重 大 。
一
、
油 田注水 井套 管损 坏 现状
平衡 ，使套管特别是射孔 段及临近套管发生损坏 、 高压注水 条件下 ，高压注入水进入泥岩 层形成水浸后 ，由于裂缝充 水和
岩 层 泥 化 ，其岩 层 物 理 性 质将 发生 变 化 ，在 压 力 差 的作 用 Ｆ产 生 滑 移 。 多 采 少注 造 成 的 纵 向 压 力不 平 衡 及 区 块 两端 注 采压 力 不 一 致 造 成 的横 向压 力不 平 衡 引起 套 管 损 坏 。岩 层之 间的 水 串 使 套 管 受 力 不均 匀性 增 加 套 管 发 生变 形 。④ 磨 损 。 钻杆 接 头 旋 转 ，钻 杆 本体 旋 转 ，钻 杆 护 箍 旋转 ，起 下 钻 ，起 下 电缆 等 均 会 造 成 套 管 内壁 的 磨 损 ，套 管 １ 人 】 壁 磨 损 后 ，起 抗 挤 毁 强 度 将 降

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。

《注水导致套管损坏机理及力学模型研究》篇一一、引言随着石油工业的不断发展，注水技术作为油田开发的重要手段，对于提高采收率及保持油井生产能力具有重要意义。

然而，在注水过程中，套管损坏问题频发，给油田生产带来了巨大的经济损失和安全隐患。

因此，研究注水导致套管损坏的机理及建立相应的力学模型，对于提高油田开发的效率和安全性具有重要意义。

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。

地层应力、地壳运动、断层活动等地质因素，都会对套管产生不同程度的应力作用，导致套管发生变形、断裂等损坏。

此外，地层中存在的裂缝、孔洞等也会对注水过程产生影响，加剧套管的损坏。

2. 工程因素工程因素也是导致套管损坏的重要原因。

注水过程中，由于注水压力、注水量、注水速度等参数控制不当，会导致套管受到过大的压力作用，从而发生损坏。

此外，注水管道的设计、安装、维护等工程因素也会对套管的损坏产生影响。

3. 化学因素化学因素也是导致套管损坏的重要因素之一。

在注水过程中，由于水质问题，如含有较高的酸碱度、硬度等化学成分，会对套管产生腐蚀作用，从而加速套管的损坏。

此外，油藏中存在的化学物质也会对套管产生影响。

三、注水导致套管损坏的力学模型研究为了更好地了解注水导致套管损坏的机理，建立相应的力学模型是非常必要的。

基于弹性力学、塑性力学等理论，结合实际工程情况，可以建立注水导致套管损坏的力学模型。

1. 模型建立在建立力学模型时，需要考虑地质因素、工程因素和化学因素的综合作用。

首先，需要确定地层的应力状态、地壳运动等因素对套管的影响；其次，需要分析注水过程中的压力变化、流量变化等因素对套管的影响；最后，还需要考虑水质等因素对套管的腐蚀作用。

通过综合考虑这些因素，可以建立注水导致套管损坏的力学模型。

2. 模型求解在建立力学模型后，需要通过数学方法进行求解。

可以采用有限元法、边界元法等方法对模型进行求解，得到套管在不同条件下的应力分布、变形情况等结果。

南三区油水井套损原因分析及预防措施分析了油水井套损原因和套管损坏类型，即地质条件、地层出砂、各类大型措施增多、井深质量以及注水开发导致的腐蚀、结垢等诸多因素，使得油水井套管技术状况变差，造成套管损坏。

按着“预防为主防修结合”的方针，研究套管损坏的机理和套损井修复技术，并制定配套的防护措施，增强大修作业修复能力，可减缓套管损坏速度，延长了油水井的使用寿命，提高油田后期开发的经济效益。

标签：套损原因;损坏类型;预防措施1.套损原因造成油、水井套管损坏的因素是多方面的，概括性地分为地质因素和工程因素两大类。

1.1地质因素地层（油层）的非均质性、油层倾角、岩石性质、地层断层活动、地下地震活动、地壳运动、地层腐蚀等情况是导致油水井套管技术状况变差的客观存在条件，这些内在因素一经引发，产生的应力变化是巨大的、不可抗拒的，将使油、水井套管受到损害，甚至导致成片套管损坏，严重地干扰开发方案的实施，影响油田的稳产。

1.2工程因素地质因素是客观存在的因素，往往在其它因素引发下成为套损的主导因素。

采油工程中的注水，地层改造中的压裂、酸化，钻井过程中的套管本身材质、固井质量，固井过程中的套管串拉伸、压缩等因素，是引发诱导地质因素产生破坏性地应力的主要原因。

套管材质、固井质量、完井质量、井位部署、开发单元内外地层压力大幅度下降、注入水浸入泥页岩、注水不平稳和注水井日常管理等问题。

2.套管损坏类型2.1径向凹陷变形由于套管本身局部位置质量差，强度不够，固井质量差及在长期注采压差作用下，套管局部处产生缩径，使套管在横截面上呈内凹椭圆形，据资料统计，一般长短轴差在14mm以上，当此值大于20mm以上时，套管可能发生破裂。

2.2多点变形由于套管受水平地应力作用，在长期注采不平衡条件下，地层滑移迫使套管受多向水平力剪切，致使套管径向内凹形多点变形。

多点变形井是一种极其复杂的套损井况。

2.3严重弯曲变形由于泥岩、页岩在长期水浸作用下，岩体发生膨胀，产生巨大地应力变化，岩层相对滑移剪切套管，使套管按水平地应力方向弯曲，并在径向上出现严重变异。

１ 套管损坏的形式及油 套管变形 、 破裂和密
封性破坏三种类型。套管变形又可根据变形形状分为椭 圆变形 、 单面挤扁、 缩径变形和扩径变形 ； 套管破裂又可根 据套管破裂程度分为套管错断、 套管裂开 和腐蚀穿孔 ； 密 封性破坏是指套管脱扣 或丝扣 质量 差， 成套管外返 水 造 油。截至 ２０ 年底 ， ０６ 八面河油 田发生套管损坏 的注水井 有４ ９口，９口套损井带病注水 ， 中套管变形 １ ２ 其 ７口， 套管 破裂 １ ２口，０口井因套损严重无法正常注水而停注。 ２
于注入水不断冲刷腐蚀套管 ， 使套管壁逐渐 变薄 ， 强度降
低， 在地应力作用下发生变形漏失甚至错 断的可能性加 大。不达标的注入水 冲刷腐蚀尤 其严重 。调查发现 ， 八 面河油 田回注污水 中铁细菌含量达 ２０ 个／ １、 ５０ ＨＩ 总矿化
［ 收稿 日期］２ Ｏ —１ － ０ Ｏ７ １ ６ ［ 第一作 者简介］李清玲（ ９ ４ ， 工程师， ９ ７ ７月毕 业于大庆石油学院石油地质专业， 主要从事石油地质工作 。 １ ７ 一） 男， １９ 年 现
降低 ， 在断层周围如果这两种压力不平衡严重 的话 ， 就有
可 能导 致 断 层 重新 复 活 ， 而 引起 断 层 上 下 盘 地 层 重 新 从
着套管损坏井 的增加， 严重影响了注采井 网的完善 ， 降低
了开发效果 ， 同时也增加 了作业 成本 。本 文 旨在对套 管 损伤类型 、 形成机理进行探讨 ， 并从“ 和“ 两个角度 防” 治” 对油层套的维护提出措施和建议。
面。预防套 管损坏 ， 除保证在钻 井施工 中的 固井质量及科 学规 范地进行 井下作业外， 在生产中主要是 采取一定的工艺
措施 保证 使 用安 全和 防 止 或减 缓 腐 蚀 。

随着油田开发的进展，传统油田注水启动压力逐渐增高，高温高压情况下注水井套管损坏是普遍存在的现象，套管损坏严重影响了油田注好水、注够水，给油田稳产带来极大难度。

通过对注水井套损套变产生原因分析整理，总结归纳治理对策，这对油田正常的注水开发具有重要意义。

1 注水井套损分析1.1 套损特征高压注水井套损以漏失、缩径、弯曲变形为主，弯曲严重的发生破裂现象。

经统计，82%的注水井套损一般发生在转注后5年以内。

套管漏失主要发生在水泥返高以上井段，缩径和弯曲变形大多位于射孔段及其附近的夹层，且注水压力较高时易发生弯曲变形，射孔段出现弯曲变形的注水井还存在出砂情况。

1.2 套损原因分析注水井套损是由地质、工程等多种因素共同作用的结果，归纳总结主要有地质因素、钻完井因素、开发因素、腐蚀因素以及出砂等。

(1)地质因素。

地质因素主要包括构造应力、层间滑动、注水后引起地应力变化以及断层活动等。

地球不断运动，各地区地壳沉降速度不同，在地层沉降速度高的地区和断层本身所处的构造位置，均会促进断层活动，注入水进入断层面，断层面产生“润滑”，加剧对套管的破坏作用，造成成片套损区的发生。

(2)钻完井因素。

主要包括井眼轨迹、套管设计强度、狗腿度、固井质量、水泥返高等。

(3)开发因素。

开发因素主要包括注水因素、作业因素。

其中注水因素主要是指注水压力过高可能造成地层压力的剧烈波动，进而造成套管损坏。

作业因素主要有修井作业时活动管柱、通井、刮削、打捞落物以及打压作业时都会对套管造成磨损和损害。

(4)腐蚀因素。

对套管造成腐蚀的主要有高矿化度的地层水、硫酸还原菌、硫化氢和电化学腐蚀等。

(5)出砂因素。

出砂引起套变现象经常发生，随着注水时间的延长，地层孔道的骨架结构在长期水力冲刷下发生坍塌，造成孔道大片连通，大量出砂。

随着出砂量的增加，油层部位套管周围被掏空，从而套管失去侧向约束力，原来作用在地层上的上覆地层压力作用在套管轴向之上，从而使得套管轴向上的载荷猛增，当超过此段套管临界屈曲载荷后，套管发生屈曲，即套管弯曲损坏。

坨21断块注水井套损原因分析及预防措施郭海燕　周国莹　杜娟　胡静　李恒东（胜利采油厂采油管理五区　山东　东营　257000）[摘要]胜坨油田坨21断块注水井发生套管弯曲、套管变形、破损率较高，在目前低油价情况下，套管治理成本居高不下。

本文从坨21断块的地质特征，结合工程施工、日常注水及管理三个方面，分析该断块注水井套管损坏的原因，通过加强作业施工管理、改善注水水质等预防措施，延长套管使用寿命，为断块稳产开发打好基础。

[关键词]坨21断块；注水井；套损；原因；措施[中图分类号]TE983 [文献标识码]A引言坨21断块于1968年进入全面注水开发阶段，该断块共有11个砂层组，52个小层，平面上渗透率在200-9000毫达西。

纵向上渗透率在200-1200毫达西，平面及纵向上渗透率级差均较大。

统计近几年坨21断块新增停注井及扶长停的情况，每年扶停井数赶不上新增停注井数，注水有效率受到制约，开发效果受到严重影响。

1 坨21断块注水井套损情况调研坨21断块共有注水井107口，目前由于套漏、缩径、套管弯曲、井内落物或者地层出砂等原因造成的停注井共计47口，带病注水共计13口，根据套管损坏特征对60口套损井进行分类：套管弯曲变形、套漏小计43口，占比71.7%。

井筒带有落物的共计23口井，占比38.3%。

一口套损井一般是多个套损特征同时存在：例如ST3-12-171井于2007年地面返水关井。

该井套管缩径、浅层套漏、贴堵失效且打捞复杂等原因工程报废，于2013年封井。

2 套损原因分析在井年限较长或者累计注水量较高的情况下，套管不可避免的发生损坏。

另油层套管在固井、射孔、开采等作业过程中，地下环境复杂、受力条件不均匀，是导致套管损坏的重要原因[1]。

2.1 地质因素影响套损井的地质因素主要包括断块内断层的分布状况、泥质含量、油层的压实程度、地层倾角、地震活动等[2]。

2.1.1 断层分布对注水井的影响坨21断块的套损井在断层附近比例高，65%的套损井分布在距离断层100m以内的位置。

66随着油田开发的不断深入，如何稳定其产能成为必须关注的问题。

基于此如果能够对套管的缩径变形程度以及套管的损害机理进行分析，就能够真正防止套管变形并且解决上部套管因为腐蚀而出现漏失的问题。

这对于需要高压注水开采的低渗透油田有着非常重要的意义，保证注水井能够正常的注水，也就保证了低渗透油田的开发。

1 注水井套管损坏的基本原因1.1 地质因素分析（1）注水井周边岩层施加的压力导致的。

在开发油井前，油井所在的地层应力场应该是处于平衡状态的。

开发油井时会使得井眼部位的平衡应力被释放出来，从而致使所在的岩层出现漏空，失去平衡状态，从而必须重新对应力结构进行调节，钻井处所承受的压力是大于之前的压力的，当压力太大达到所承受的最大压力时，就会发生断裂或者变形的现象，如果岩层应力向井眼处集中所施加的压力达到岩层极限，那么就容易出现地层变形或断裂的问题，套管外部的水泥环正好控制着变形，当发生变形或者断裂问题时，就会对套管产生严重的伤害，影响不可忽视。

（2）泥岩吸水后的蠕变和膨胀。

在注水井的过程中，一部分注入的水会渗透到更深的地层中。

水如果不多，那么问题不会很大。

可是由于水是一直在注入的，因此，会不断有水渗透到地下，时间越长，水量越多，久而久之水量会很多，岩石在吸收水分后会变得稀松，不紧致，凝聚力大大降低，水使得岩石发生稀释，因此就会造成地层应力的不平衡发生，岩层的压力就会顺势转移到套管上，套管承受着很大的压力，压力过大就会造成事故和问题，套管会发生断裂、变形等问题。

1.2 油井地区断层的复活在油田开采时，经常会遇到地震或者地壳运动等正常的现象，一注水时也会产生很大的压力，从而影响了地层原有的平衡状态，使地层发生变化。

不能够忽视这样的问题，因为会产生很严重的后果。

一方面岩层的应力布局被改变；另一方面，岩层在注水时吸入的水会使岩层的凝聚力降低，变得稀松，发生变形或者断裂。

1.3 油层出砂注水油井在进行水驱油时，附近岩层的砂岩成分会吸收水分从而变得膨胀，一膨胀就会变形，周边岩层受液压的影响被破坏，出砂现象就会发生，出砂量较大时会形成空洞，会有一部分压力落到井套套管上，当套管的承受能力被打破，就会产生断裂等不良现象。