下载文档原格式
1、石油套管（1）定义：石油套管是用于支撑油、气井井壁的钢管，以保证钻井过程进行和完井后整个油井的正常运行。
每一口井根据不同的钻井深度和地质情况，要使用几层套管。
套管下井后要采用水泥固井，它与油管、钻杆不同，不可以重复使用，属于一次性消耗材料。
所以，套管的消耗量占全部油井管的70%以上。
套管按使用情况可分为：导管、表层套管、技术套管和油层套管。
（2）分类：在石油开采过程中使用的不同类型的套管：表层石油套管- 保护钻井，使其避免受浅水层及浅气层污染，支撑井口设备并保持套管的其他层重量。
技术石油套管- 分隔不同层面的压力，以便钻液额度正常流通并保护生产套管，以便在钻井内安装反爆裂装置、防漏装置及尾管。
油层石油套管（生产套管）- 将石油和天然气从地表下的储藏层里导出，用于保护钻井，将钻探泥浆分层。
石油套管生产时，外径通常为114.3毫米到508毫米。
①导套：主要用于海洋、沙漠中钻井，用以隔开海水和砂子，保证钻井顺利进行，这层套管的主要规格为：Ø762mm(30in ) ×25.4mm、Ø762mm(30in) ×19.06mm。
②表层套管：主要用于第一次开钻，钻开地表松软地层到基岩，为了封隔这部分地层不致坍塌，需用表层套管进行封固。
表层套管的主要规格：508mm(20in)、406.4mm(16in)、339.73mm(13-3/8in)、273.05mm(10-3/4in)、244.48mm(9-5/8in)等。
下管深度取决于松软地层的深度，一般为80~1500m。
其承受的外压和内压都不大，一般多采用K55钢级或N80钢级。
③技术套管：用在复杂地层的钻进过程中，当遇到坍塌层、油层、气层、水层、漏失层、盐膏层等复杂部位时，都需要技术套管封固，否则钻井就无法进行。
有的井地层深而复杂，而且下井深度达数千米，这种深井需要下好几层技术套管，其力学性能和密封性能要求都很高，采用的钢级也较高，除K55以外，更多是采用N80和P110钢级，有些深井还采用Q125甚至更高的非API钢级如V150。
油田套管损坏原因及防治措施研究吴存银发表时间：2019-04-30T15:50:00.193Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：吴存银[导读] 摘要：国内外许多油田随着开发时间的不断延长，开发方案的不断调整和实施，特别是注水开发的油藏，由于不同的地质、工程和管理条件，油、气、水井套管技术状况将逐渐变差，甚至损坏，使油井不能正常生产，以致影响油田稳产。
中原油田物资供应处河南濮阳 457001摘要：国内外许多油田随着开发时间的不断延长，开发方案的不断调整和实施，特别是注水开发的油藏，由于不同的地质、工程和管理条件，油、气、水井套管技术状况将逐渐变差，甚至损坏，使油井不能正常生产，以致影响油田稳产。
不仅造成巨大的经济损失，而且已经严重影响了油田的开发调整与最终的开发效果。
本文对油田套管损坏原因进行了简单介绍并提出一些防治措施。
关键词：油田；套管损坏；原因及措施；1套管损坏原因分析1.1地层原因由于套管是一个变形段，而不是一个点（最大变形范围可达15米）。
在整个变形区间内，套管最终会在一个应力最大薄弱面（主变形面）上破坏。
岩石力学与地应力分析表明，应力薄弱面通常为断层面、层理面、砂泥岩界面、砂岩间泥质夹层面等。
由于研究区缺乏多臂井径成像资料，很难准确判断变形范围，而铅模位置一般只是变形的顶部位置，对于实际的变形情况很难准确提供，故确定的离砂泥岩界面1.5米内，很可能其套损主变形面在砂泥岩界面。
砂岩层中存在泥岩夹层（应力薄弱面），决定了沉积体的砂泥岩互层性质，正是这种岩石薄弱面的存在，为套损创造了静态地质条件。
1.2高压注水引起的套管损坏高压注水引起套管损坏，统计结果可以说明高压注水后，如果注水压力超过地层的破裂压力，注入水会上窜至泥岩层，造成两个结果①套管变形如果浸入的水没有大面积扩散，只在套管周围相对小的范围内浸水，可能使地层滑动，但泥岩的蠕变会使套管变形。
这与上面提到的油井套管损坏机理相同。
套管的失效和处理内容摘要《套管的失效和处理》，主要分析油水在长期采注输过程中，套管因化学腐蚀、作业过程中的机械伤害、井下工具的坐封解封、地层的应力等原因，导致套管强度下降、不密封，套管发生不同情况的失效形式。
通过对目前套管失效情况的调查分析，对套管损坏井进行分类，归纳分析了造成套管损坏的主要原因，并结合成功修复套管损坏井的事例，深入探讨了套管损坏特点的修复工艺技术，这些修复工艺技术经过现场多口井的应用，成功地解决了现场生产难题，同时缩短了修井时间，降低了生产成本。
关键词：油水井作业套管套管损坏套管修复技术套管处理第1章前言世界各国油田开发进程表明，随着油水井生产的时间延长，开发方案的不断调整和实施，由于地层地应力的变化、油水井作业及其他施工的影响，油、气、水井套管技术状况越来越差，使油井不能正常生产，甚至使井报废，以致影响油田稳产。
如美国威明顿油田，从1926年到1986年开发60年间，由于大量采出地下液体，引起该地区较大的构造运动，油田中心地区地面下沉达9m，水平位移最多达3m，造成油水井成片错断，损失严重；罗马尼亚的坦勒斯油田开发22年后，已有20%的油井套管损坏；俄罗斯的班长达勒威油田有30%的油水井因套管损坏而停产。
国内港西油田油水井套损比例高达40%以上；长庆樊家油田投入开发仅13年，油水井套损比例达34%，吉林扶余油田套管变形井至1988年多达1347口，占总井数的39.4%；大庆油田套损井数逐年增加，1997年套管损坏井576口，2001年套损井超过700口，整个油田套损井累计已超过8000口。
胜利油田在四十余年的开发过程中，由于长期的注水开发，使本来就复杂的地质条件变得更加复杂，油水井套管的状况越来越差，套损井也逐年增加。
胜利油田大量套损井，主要集中在孤岛、孤东、胜坨、埕东、渤南和滨南等几个大型整装含油气构造上。
另外，疏松砂岩油藏和几个稠油热采工艺区域矛盾尤为突出。
据查，胜利油田截止1991年底套损井已占油、水井总数的十分之一，16400多口井中就有1659口套损井（其中包括正式批准工程报废井266口）。
油井管都是靠螺纹连接，因此，对油井管的丝扣除要求强度外，还要求具有一定的气密性和耐用性。
目前，在油气田开发中占开发投资大部分资金的油、套管损坏相当严重，给油气田开发带来了难以弥补的损失，其中连接螺纹即套管接头是整个套管柱中最薄弱的环节，在套管损坏中，由于油、套管接头破坏及密封失效占了很大一部分比例。
螺纹扣牙的失效形式套管接头螺纹扣牙在多种载荷作用下的连接强度，主要指扣牙抵抗以下破坏形式的能力：（1）跳扣：外螺纹在轴向力作用下从内螺纹中跳出，而很少破坏扣形；（2）断扣：管的端部的完整扣处断裂，一般管的端部完整扣处强度最低；（3）螺纹扣牙剪切：扣牙在剪力作用下从扣体上剥落；（4）屈曲：管体及接箍在轴压作用下的破坏。
对于大多数扣形来说，接头抵抗跳扣的能力，主要表现为各扣所受径向分力的大小，若所产生的径向力大，则此力可以使接箍涨大，而管子收缩，从而使滑扣易于产生。
反之若径向分力小，此力引起接箍外涨及管体内缩的变形小，使滑扣不易发生。
常见的轴向力破坏是跳扣及断裂，而螺纹牙的剪切及屈服只有在特殊条件下才有可能发生。
近年来,国内外在用套管的失效呈上升趋势,主要表现为套管被挤毁、错断、严重变形和严重腐蚀等形式。
套管挤毁主要是地应力(地层出砂、流动、滑移、膨胀、蠕动等) 、固井质量差、套管强度不足或存在缺陷等而造成的。
套管断裂主要是地层应力高、固井质量差、套管强度不足、套管柱设计不合理、螺纹质量差及下套管操作不当等造成的。
严重腐蚀则主要是由于套管设计不当、防腐措施不力、腐蚀环境恶劣等而造成的。
套管失效形式分析由于不同工矿下套管在井下的受力状况不同, 所处的环境各异, 我国的百色油田和俄罗斯的西西伯利亚油田套管的失效形式就有很大差异。
根据近几十年对套管失效的大规模调查研究和系统分析, 可归纳出套管破坏的形式大致分为种变形、错断、破坏和腐蚀穿孔。
其中, 破坏又可分为挤裂、爆破、和拉伸3种。
石油套管失效原因导致套管失效的原因归纳起来主要有以下5大类①高压注水引起②盐岩层“塑性流动”引起③地下水腐蚀浅层套管所引起④疏松砂岩油层大量出砂引起⑤地层倾角较大、断层较多引起套管错断以及注蒸气热采并中存在着和局部缩劲变形相对应的恶性局部应力等。
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。
油套管的缺陷失效分析摘要油田勘探开发离不开油套管,在钻井完井后,油套管任何部位的缺陷与失效都会造成严重的后果,甚至使整口井报废。
我国各油田每年发生因油套管缺陷造成的损失几百起,直接经济损失数亿元,同时也给环境保护和能源开采造成了严重的影响。
关键词油套管:缺陷;失效分析由于过去对表层资源的过度开采,致使表层资源的严重枯竭。
随着社会的进步和和科技的深度发展,越来越多的能源消耗品进入广大老百姓的家庭,致使能源的需求越来越大,因此能源的开发转向了深层次的开发,随着深井、超深井的开发,油套管的安全性就成了一个非常突出的问题。
油田对油套管技术的需求也日益增加,对油套管的安全性也有了更高的要求,新的钻井工艺和新的套管技术及强化钻井安全措施已得到广泛应用,大力地推进了钻井油井管技术科技的快速发展。
随之各油田在完井过程中油套管因缺陷造成的事故也呈现出上升的趋势。
尤其是西北油田和一些复杂地层深井和超深井的勘探开发完井过程中油套管因缺陷失效事故的发生,给油田建设和勘探开发带来了较大的经济损失,同时也影响到对深层次石油资源高效、经济的勘探与开发。
美国《金属手册》认为,机械产品的零件或部件处于下列3种状态之一时定义为失效:1)当它不能完全工作时;2)仍然可以工作,但已不能令人满意地实现预期的功能时;3)受到严重损伤不能可靠而安全地继续使用,必须立即从产品或装备上拆下来进行修理或更换时。
通过对构件或零件的失效残样形貌、成分、性能和受力情况等进行综合分析,有时需要做再现性试验,最终推断出失效原因。
寻找失效原因,不断降低产品或装备的失效率,提高可靠性。
防止重大失效事故发生是失效分析的任务油套管缺陷失效一般呈现为管体断裂和爆裂,接箍和管体螺纹处因加工缺陷失效等。
一般是由以下一些因素引起的:管材制造过程中的缺陷及油套管加工制造工程中的偏差缺陷,完井下油套管的基本力学工况,油套管的组合及钻井工艺,井径规则性,偏卡,螺纹密封性,钻井液,套管扶正器结构和材料,井内腐蚀介质等,以上因素交互作用的结果导致油套管失效。
管线管、油管和套管的主要技术要求A 目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准目前国内外广泛使用的油气输送钢管采用的标准有：(1)美国石油学会的API SPEC 5L《管线管规范》；(2)国际标准ISO 3183—1、2、3《石油天然气输送钢管交货技术条件》；(3)对于一些重要的长输管线，根据具体的使用环境都有自己的补充采购技术条件。
B 在API油气输送钢管标准中钢管的分类及其主要区别按照API SPEC 5L的规定，输送钢管分为PLSl和PLS2两个产品级别，对这两类产品规定了不同的技术条件。
其主要区别是：相对于PLS1、PLS2级别对碳当量、断裂韧性、最大屈服强度和最大抗拉强度规定了强度要求。
对硫、磷等有害元素的控制也更加严格：无缝管的无损检验成为强制要求。
对质保书必须填写的内容及试验完成后可追溯性成为强制要求。
C 在IS0油气输送钢管标准中钢管的分级及其主要区别在ISO 3183油气输送钢管标准中，钢管按照质量要求之间的差异，共分为A、B、C三部分，也被称为A、B、C三级要求。
其主要区别是：在ISO 3183一1A级标准要求中制定了与API SPEC 5L的规定相当的基本质量要求，这些主要的质量要求是通用的；在ISO 3183—2B级标准要求中除基本要求之外附加了有关韧性和无损检验方面的要求；还有某些特殊用途，例如酸性环境、海洋条件及低温条件等对钢管的质量和试验有着非常严格的要求，这些主要反映在IS0 3183_3C级标准要求中。
D 油气输送管道对钢的主要性能要求油气输送管道对钢的主要性能要求包括：(1)强度一般的油气输送管道都是根据钢材的屈服强度设计的。
采用屈服强度较高的钢制管，可以提高管道工作压力，获得较好的经济效益：因此．管道用钢的屈服强度已经从最初的碳素钢逐步发展起来，20世纪40年代为)X42一X52钢级．60年代末达到X60一x70钢级。
现已正式生产和正式使用屈服强度已达到更高的X80~X100钢级。
油井套管损坏原因分析及修复技术【摘要】本文对油田油井套管损坏的原因进行分析，提出几种常见的套管损坏问题的检测方法，并能够采用合理的修复技术对其进行修复，这有效的解决了油井因套管损坏导致停产的事故发生，对油井的正常运转，保证完成生产任务具有很好的实际意义。
【关键词】油井套管套管损坏原因分析套管检测套管修复＜b＞ 1 油井套管损坏的原因＜/b＞高压注汽会导致套管损坏；地层岩性问题会导致套管损坏；应力及化学腐蚀性问题会导致套管损坏；高压注水会导致套管损坏。
通常发生事故都伴随着多种原因，所以进行分析时我们需要综合考虑，做到事无巨细。
1.1 油井自身因素导致套管容易发生损坏油井自身因素导致套管发生损坏的因素有油井套管自身选材和设计上对强度值预计不够；油井井眼的“狗腿度”超过预计标准；钻井时油井套管抗磨度差或者地质条件复杂；油井套管之间的丝扣密封性能不好或者连接部分不牢固，经过常时间的强力工作发生损坏等，清者油井套管渗透，重者套管断裂。
1.2 油井下套管地层因素复杂、地层岩石较多油井地下地层因素复杂，经常受到高压排挤、地层下沉、地心引力、地下应力变化等作用，导致油井套管受压损坏。
在钻井过程中，常伴有地层异常高压的排挤，如果在异常高压下岩石层会对套管产生不均衡的挤压力，套管强度承受能力难以抗衡排挤压力时就会发生变形和断裂，这样就会损坏油井套管。
钻井时地层下降，地层出现滑移的时候会发生岩石之间的剪力增大，油层和盖层发生不规律性交错，压实向下又向内发生运动，很容易将油井套管剪断。
在钻井过程中，地壳容易受到外力发生变化，因此导致油井套管受到的外力不均匀，有时甚至交错受力，这加剧了套管的受力程度，地层岩石不规则对套管的碰撞加剧，套管容易破损和变形。
1.3 油井开采过程中所产生的因素导致油井套管损坏在油井开采中，油层出砂能够导致上覆岩体上冲，下覆岩体下沉，这样油藏层段缩短，对油井套管产生横向的支撑力，会将套管弯曲或折断。
