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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。
油田水井套损产生原因与对策浅析[摘要]油田水井套损会直接影响油田生产的稳定性。
随着油田的注水开发，洗油效率逐渐降低，为了保证油田产量，往往需要使用提升泵压的方式来满足注采比，由于水井注水时间较长，导致注水井段套损严重，给纵向注采平衡和平面注采井网带来了不良影响。
基于此，本文分析了油田水井套损产生的原因，并给出一些避免套损问题出现的对策。
[关键词]油田水井套损；原因；对策引言随着社会发展，人们对石油的需求量越来越大，质量要求也越来越高。
油田开采企业为了获得较快发展，必须积极解决油田开采中存在的问题。
油田水井套损是影响采油企业发展的重要因素，是目前企业亟需解决的问题。
地质构造、工程技术、腐蚀等都会导致油田水井出现套损现象，对套损产生的原因进行深度分析，并采取有效的策略进行解决，对采油企业来说很有必要。
1套管损坏的原因分析造成套损的地质原因不会影响岩石结构泥岩吸水蠕变和膨胀水驱油的过程中，注入水会经缝隙流入砂岩层，此时水流不会影响岩石结构，也不会影响地应力。
但是当水到泥岩层的时候，会导致泥土吸水软化，胶结力降低，泥岩吸水后蠕变速率加快，在井眼周围的地应力是不均匀的。
根据库仑-摩尔公式：其中为岩石抗剪强度，C为泥岩内聚力，为内切角，P为空隙压力，为正应力。
由上式可知，内切角和泥岩内聚力的下降会导致岩石抗剪强度下降。
因此，周围泥岩含水量越大，岩石抗剪强度越小。
套管各个方向的蠕变外载力的大小存在差异，其受力随着地应力的增大而增大，随着地应力的减小而减小。
研究表明：当泥岩含水量超过10%，泥岩会有较高的塑性，上覆岩层压力差不多全部转移到套管，最终导致其变形，损坏套管。
油层出砂当油层出砂过度时，会导致岩石骨架的应力不平衡，油层压力大幅度下降，进而导致油层间的压力与地质上层的压力差距增大，当上层压力超过骨架结构应力后，会将压力转移给油井套管，当转移的压力超过套管极限强度时，就导致管道发生断裂、变形、弯曲、错位等情况。
油水井套损原因及治理优化策略分析摘要：油井、注水井套损问题不但会造成注水井网的破坏，也会影响注水产量的稳定，同时还会影响到油田产量。
目前，油井套管的失效主要有变形、断裂和腐蚀穿孔三种类型。
影响油水井套损的主要原因有：地质构造应力、工程设计和腐蚀因子。
在这些影响因素中，“强注强采”扩张对油水井套管的地质构造力及内部压力差异是导致套管失效的主要原因。
针对套损的理论，采用相应的防范措施，降低油水井套损所带来的损失，对于油气藏的开发和设计都有一定的参考价值。
关键词：油水井套损；成因；管理；战略1油水井套损的主要原因1.1泥岩吸水后粘土膨胀造成的套管变形研究表明，在储层中，砂泥岩互层段和泥岩段是普遍存在的。
因此，当注入水逐步流向泥岩层时，由于黏土矿物的吸水量增大，会导致泥岩段的成岩胶结力降低，从而使其变形更加明显，并产生大量的非均匀应力，这些应力会影响油水井套管的性能，从而影响油水井的开采效率。
这极大地改变了套管的形状和强度。
1.2射孔原因当前，射孔作为一种重要的完井方式，其产生的高压能够严重破坏水管结构。
此外，射孔过程中，孔眼附近的固井水泥墙会遭到剧烈撞击，导致严重变形，进而大大降低其对套筒的保护；另外，射孔还会导致套筒本身位置的改变，进而导致套损。
1.3腐蚀原因通常情况下，注入的水和产出液中含有强腐蚀性物质，如盐和酸，这些物质可以与套管中的铁发生化学反应，导致套管壁厚减薄，从而降低套管的强度，加剧套管疲劳，甚至可能导致套管渗漏。
通常来说，侵蚀效应对于地面水和注油井矿化度较高的油井中来说更为严重。
1.4井眼周围岩石压力对套损的影响在钻井前，原先地面应力位场中的各岩体处在稳定状态，但是钻井后，由于应力释放，周边岩体形成了临空面，打破了原先的稳定状况，导致周边岩体位置重复布置，使得孔壁上的应力比原先大得多。
当应力集中在一个区域时，它会导致土层产生塑性变化或开裂。
这些变形和破裂由于水泥环的影响，并且由于周边岩体的反作用力的影响。
油水井套损因素与防护措施分析发布时间：2022-01-21T07:56:13.120Z 来源：《中国科技人才》2021年第29期作者：尼加提?赛买提[导读] 井眼不规则、井斜、固井水泥质量不达标、水泥凝固不好等都会影响到固井的质量，从而影响套管的使用寿命。
新疆油田公司实验检测研究院摘要：套管损坏对油水井的开发具有很大的影响，降低油田的生产效率，同时还会影响到井下作业。
套管损坏严重时可能会造成油水井报废，这就需要投入更多的财力来打更替井。
当套管损坏井数量达到一定程度后，就会使得预定开发方案无法正常实施，从而造成油气资源的浪费。
关键词：油水井；套损；因素；防护；措施；分析1.套损机理分析1.1材质及固井质量影响套管材料质量的优劣是造成套管损坏的一个决定性因素，当套管的抗剪切性、抗拉伸强度、螺纹等没有符合相应的质量标准，或者套管上存在有微孔和微缝，在长期的使用后出现损坏则是一个必然的结果。
固井质量也是造成套管损坏的一个重要原因，并且固井的质量会直接影响到套管的寿命。
井眼不规则、井斜、固井水泥质量不达标、水泥凝固不好等都会影响到固井的质量，从而影响套管的使用寿命。
1.2射孔的影响在油水井石油生产过程当中，射孔冲击也使造成套管发生损坏的一个重要因素之一。
射孔是完井生产作业过程当中打开油层，开辟石油流通通道的主要技术，在该技术进行作业的过程中，会发生几十枚射孔弹在极短的时间内同时发生爆炸的情况，此时油水井的套管壁就会受到来自爆炸所引起的极大冲击力的不良影响，发生非常明显的蠕动变形现象，从而使得油水井套管的抗压系数大幅度减小。
并且万一在油水井生产石油的过程中，射孔技术作业过程中发生了显著误差，射击在隔层泥岩上面，那么射孔液就会使得泥岩发生水化膨胀现象，同样会造成套管的变形。
除此之外，射孔技术作业过程中的射孔液密度也是影响套管抗压系数的一个不容忽视的重要因素。
1.3井身结构设计不合理现阶段，国内的油田在设计的过程中，针对套管设计时，全部将外挤压力均匀分布在套管上，然后在这个条件下计算套管抗挤压强度。
油田套损井分析及预防措施摘要：分析套管损坏原因。
研究表明，地质因素和工程因素是造成油、水井套管损坏的主导因素。
采油工程中的洼水。
油层改造中的压裂、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、压缩等等因素，是引发诱导地质因素产生破坏性地应力的主要因素。
加强套变井的跟踪分析。
注入压力应限制在地层破裂压力以下，尽量比破裂压力低1MPa左右。
对于顶破裂压力注水的井。
观察一段时间后，建议尽快制定相应措施。
关键词：套变机理影响预防措施一、套管损坏原因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、水井套管受到严重损害，导致成片套管损坏区的出现。
(1)区域间压力升降差异、地层的非均质性、地层(油层)倾角、岩石性质。
一般在相同条件下，受岩体重力的水平分力的影响，地层倾角较大的构造轴部和陡翼部比倾角较小的部位更容易出现套损；注入水长期作用在泥岩、页岩上，使之膨胀，地应力变化将套管挤压变形。
(2)断层活动。
地壳岩层因受力达到一定强度而发生破裂，并沿破裂面有明显相对移动的构造称断层。
使上下盘产生相对滑移，剪挤套管，从而导致套管严重损坏。
(3)地壳运动、地震活动。
地壳缓慢的升降运动产生的应力可以导致套管被拉伸损坏，而损坏的程度和时间则取决于现代地壳运动升降速度和空间上分布的差异，地壳运动不仅能损坏套管，而且升降运动的速度也直接影响套管损坏的速度。
如大庆2005年的地震影响，加之某队处在断层区，对井下油套管损害也造成了一定影响。
(4)地面腐蚀。
因为浅层水(300m以上)在硫酸盐还原菌的作用下产生硫化氢，将严重腐蚀套管。
1.2工程因素(1)套管材质问题。
套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求及抗剪、抗拉强度低等质量问题，在完井以后的长期注采过程中，将会出现套管损坏现象。
套损井特征与治理方法套损井是指在钻井过程中，由于措施不当或技术不足等原因造成套管或完井管柱变形、断裂或漏失，导致井口外流或循环失效，影响钻井质量和生产效益。
套损井现象在中国石油勘探开发领域较为普遍，治理套损井是保障钻井作业安全、提高油气井生产率和延长井寿命的首要任务，本文将详细介绍套损井的特征以及治理方法。
一、套损井的特征1.井口外流：套管或完井管柱变形、断裂或漏失，导致井口不完全密封，钻井液从井口泻出。
2.井筒泥柱崩塌：因套管或完井管柱变形，导致井筒泥柱受到破坏、崩塌，井筒中出现空洞、漏窟。
3.循环失效：套管或完井管柱变形、断裂或漏失，导致钻井液回路中断。
4.污染严重：井口外流或井筒泥柱崩塌，会导致钻井液污染，影响下层地层评价和后期的水平井作业。
5.安全隐患大：套损井存在着井口外流、压力失控、井筒崩塌等严重安全隐患，对人员、设备和财产安全造成威胁。
二、套损井的治理方法1.根据套损井的不同类型和损坏情况，采用不同的治理方法，如压裂封堵、插管封堵、爆炸封堵、小直径试压封堵等。
2.治理套损井需要开展现场勘察、数据分析、封堵方案设计、封堵方案实施和现场监测等工作，这些工作需要高度的技术水平和严谨的操作规范。
3.建立健全的套损井治理体系，包括套损井预防、封堵方案制定、封堵技术研究和封堵方案实施等方面，保障治理套损井的效率和安全。
4.加强人员培训和技术交流，提高治理套损井的技术水平和应急处置能力，提高钻井作业安全和生产效益。
5.注重套损井的后续评价和治理效果监测，及时发现和解决问题，完善治理套损井技术和管理经验。
三、结语套损井是石油勘探开发中一个重要的技术难题，治理套损井需要综合运用各种技术手段，注重科学规划和严格操作，保障钻井作业安全和井口生产效益。
同时，需要加强技术研究和技术交流，提高治理套损井的技术水平和应急处置能力，为油气勘探开发事业的发展做出积极的贡献。
套损井治理保障措施
套损井治理保障措施是指对于存在套损现象的井进行治理，以保障井的正常运行和水源的安全。
下面将介绍一些常见的套损井治理保障措施。
首先，对于套损井的治理工作，应当由专业的工程技术人员负责。
他们需要对井口进行勘察和测量，确定套损的深度和范围，以便采取合适的措施进行修复。
其次，治理套损井的一种常见方法是利用水泵抽水技术。
通过安装水泵，将井内的水抽走，有效降低了井内的水位，从而使套损现象得以解决。
在此过程中，需要注意抽取的水要进行处理，并保证不会对周围环境造成污染。
除了水泵抽水技术，还可以利用注水技术进行治理。
将水从井口注入到井内，通过增加井内水位，使套损现象消失。
注水技术需要掌握合适的注水量和注水速度，以充分利用井脉压力和地下水压力来确保治理效果。
另外，可以采取人工排泥的方式进行治理。
通过人工清理井底的泥沙和杂物，可以有效恢复井的正常功能。
这种治理措施适用于井底淤泥较为严重的情况。
还可以采用人工清晰井壁的方式进行治理。
通过在井中下放一定长度的管道，并利用气体或者液体将井壁上的杂质清洗掉，从而恢复井的原貌。
人工清洗井壁需要掌握合适的清洗工艺和设备，以确保清洗效果和施工安全。
此外，还应定期对已治理的套损井进行维护和保养，以确保井的长期运行安全。
维护和保养工作包括井内设备的检修和更换、井口的保护和修整等。
总之，套损井治理保障措施包括水泵抽水技术、注水技术、人工排泥和清洗井壁等方法，需要由专业的技术人员负责，并保证在治理过程中不对周围环境造成污染。
在治理完成后，应定期进行维护和保养，以确保井的长期运行安全。
2009年6月第28卷第3期 大庆石油地质与开发Petroleum Geology and Oilfield Development in DaqingJune,2009Vol.28No.3 收稿日期:2009⁃05⁃04 作者简介:王 伟,男,1972年生,工程师,从事石油开发工作㊂E-mail:ww133********@DOI :10.3969/J.ISSN.1000⁃3754.2009.03.021临南油田油水井套损分析及治理对策王 伟1 宋桂芳1 石 勇2 刘玉功1 李新平1(1.胜利油田临盘采油厂,山东临邑 251507;新疆油田公司第二采油厂,新疆克拉玛依 834000)摘要:临南油田日趋严重的套损状况,严重破坏了油田的注采平衡关系,制约着油田注采结构的进一步调整,造成大批治理资金被迫投入,成为影响油田开发效果的反面典型㊂分析了临南油田油水井套管弯曲㊁缩径㊁错断㊁破裂㊁穿孔及渗漏六种主要类型,介绍了套管损坏在开发时间㊁生产区块㊁井别㊁构造位置及井深剖面上的分布规律,论述了套管腐蚀穿孔和变形损坏的主要作用机理,提出了 预防为主,防治结合”的总方针,并提出了 套损井治理必须优选经济㊁有效㊁合理的修井方案,确保治理工艺的合理优化组合,以实现经济效益的最佳化”的方案,总结了近年来临南油田在预防和治理套损井方面的主要对策及措施,为今后临南油田的高效益开发提出了宝贵建议,值得其他油田借鉴㊂关键词:套损类型;分布规律;套损机理;防治对策;临南油田中图分类号:TE358+.4 文献标识码:A 文章编号:1000⁃3754(2009)03⁃0093⁃06ANALYSIS ON CASING DAMAGE IN PRODUCERS AND INJECTORSIN LINNAN OILFIELD AND ITS TREATMENTWANG Wei 1,SONG Gui⁃fang 1,SHI⁃yong 2,LIU Yu⁃gong 1,LI Xin⁃ping 1(1.Linpan Oil Production Company ,SINOPEC Shengli Oilfield Company ,Linyi 251507,China ;2.NO .2Oil Production Plant of Xinjiang Oilfield Company ,Karamay 834000,China )Abstract :Casing damage in Linnan Oilfield seriously breaks injection /production balance and prevents further ad⁃justment of injection /production structure ,resulting in much cost for treatment and becoming obstacle for oilfield development.In this paper ,six types of casing damage in Linnan Oilfield are analyzed including casing buckling ,hole shrinkage ,bad break ,breaking ,perforating and leakage in producers and injectors.Distribution rules of cas⁃ing damage in respects of development period ,production block ,well type ,structural location and well depth sec⁃tion are introduced.Main mechanisms of corrosion and deformation damage of casing are discussed ,and the general principle prevent is primary combined with treatment ”is proposed.Meanwhile ,this paper suggests that casingdamage treatment must optimize economic ,effective and reasonable workover plan to guarantee reasonable opti⁃mized combination of treatment techniques so as to realize maximum economic effect.Finally ,it summarizes signifi⁃cant treatments of preventing and treating casing damage wells in Linnan Oilfield in recent years ,providing experi⁃ence for high-effective development of Linnan Oilfield in the future and reference for other oilfields.Key words :casing damage type ;distribution rules ;casing damage mechanism ;treatment ;Linnan Oilfield 油水井套管腐蚀[1⁃17]穿孔和变形损坏[18⁃46]对油田开发的危害较大,如何预防和防治成为油田高效益开发的主要课题㊂临南油田位于山东省临邑县双丰乡,区域构造位置在惠民凹陷夏口断裂带西端的双丰鼻状构造上,1993年投入开发,主要包括5个开发区块㊂截至2007年12月,油水井总数278口,套损油水井共计98口,套损井数占油水井总数的35.3%,油水井套破关井数共计57口,占临南油田全部关井数的79.2%㊂逐年增加的套损井数,使得作业及大修工作量大增,造成大批治理资金被迫投入㊂日趋严重的油水井套破关井,严重破坏了油田的注采平衡关系,制约着油田注采结构的进一步调整,极大地影响经济效益的提高㊂油井套破造成原生产层无法生产,潜力层无法动用,水井套破关井,造成平面上二次注采不完善㊂因此,有必要对临南油田油水井套损机理进行分析,并提出合理有效的治理对策㊂1油水井套损类型分析临南油田油水井套损形式主要包括以下几种类型:弯曲㊁缩径㊁错断㊁破裂㊁穿孔㊁渗漏(图1)㊂1.1套管弯曲指油层套管的某一段发生了弯曲,这段套管的轴线不再是直线㊂用薄壁管验套时,薄壁管发生明显弯曲㊂在统计的107井次套损井中有7口井属于弯曲变形类,占统计数的6.5%㊂1.2套管缩径指油层套管的某一横截面半径缩小㊂这类套管变形的特征是铅模印迹呈圆台状,且侧面和端面光滑㊂在统计107井次套损井中,套管缩径的有7口,占被统计数的6.5%(图2)㊂1.3套管破裂指油层套管在某一部位发生破裂㊂套管破裂的铅模印迹特征是一段曲弧状凹槽,通常曲弧的一端切割铅模的边缘,有时印迹也呈现为一段环状斜面㊂在统计的107井次套损井中,属于此类型的有13口,占统计数的12.1%(图3)㊂1.4套管错断指油层套管在某一部位发生断开㊂套管断开的铅模印迹特征是一段半径与套管半径相当的弧状凹㊃49㊃ 大庆石油地质与开发 2009年槽㊂统计107井次套损井中,属于此类型有6口,占统计数的5.6%(图4㊁图5)㊂1.5套管穿孔指油层套管在某一部位发生穿孔㊂用铅模和验套薄壁管难以验出油层套管的穿孔漏失,目前较有效的方法是封隔器找漏㊁同位素找漏㊁井壁超声电视成像找漏㊁微井径仪找漏㊂统计的107井次套损井中,属于此类型的有67口,占统计井的62.6%,是临南油田油水井(尤其是油井,腐蚀穿孔占套损油井数的76.3%)套管损坏的主要形式㊂1.6套管渗漏指油层套管在某一部位发生渗漏,多为套管连接处密封性受到破坏㊂主要原因为套管丝扣质量㊁下入时施工质量㊁地层水长期腐蚀及纵向拉伸脱扣所致㊂在统计的107井次套损井中,属于此类型的有6口井,占统计数的5.6%㊂2油水井套管损坏分布规律2.1时间分布发生套管损坏的油水井的正常生产时间短的只有8个月,长的达9年之久,平均为4.5年㊂对油井而言,投产后4~6年出现套损的比例较高,占套损油井数的37%,6年内出现套损的油井占套损油井数的73.4%㊂对水井而言,转注后4~6年内出现套损的比例较大,占套损水井数的41.0%㊂总之,油井投产或水井注水5年前后,为套损高峰期,这一阶段出现的套损井占全部套损井数的37.8%,6年内出现的套损井占全部套损井的70.4%(表1)㊂表1临南油田油水井套损时间统计Table 1Statistics of casing damage time foroil /water well in Linnan oilfield生产时间小于2年2~4年4~6年6~8年大于8年油井数121628911水井数24943合计14203713142.2平面分布(1)套损井主要集中于含水相对较高的夏32块及田口区块,其套损油水井分别占区块总井数的53.7%㊁50.0%,套损油水井比例比其他开发区块高出近20%㊂(2)变形类的套损主要集中于水井,此类型的套损占水井套损比例的77.8%㊂穿孔漏失类套损主要集中于油井,此类型的套损占油井套损比例的76.3%㊂(3)钻遇断层的井和在断层两侧的井变形类套损比例较高,占临南油田变形类套损油水井总数的70.6%㊂夏32块11口变形类套损油水井有6口钻遇断层,2口位于断层附近㊂夏52块3口变形类套损水井均位于断层附近,钱5块2口变形类套损井均沿断层钻穿油气层㊂2.3井深分布(1)腐蚀穿孔型的套损,无论油井或水井,其套损位置集中于水泥返高以上㊂5口油层套管穿孔的水井,套损位置均在水泥返高以上,38口油层套管穿孔的油井,其中35口井的套损位置在水泥返高以上,比例为92.1%㊂㊃59㊃第28卷 第3期 王伟等:临南油田油水井套损分析及治理对策 (2)弯曲㊁缩径㊁错断㊁破裂型的套损,其套损位置多在水泥返高以下,占此类型套损比例的71.4%㊂(3)变形类的套损,其套管损坏点多在泥岩段,个别在砂泥岩交界处(表2)㊂表2临南油田套变位置与岩性关系调查Table2Investigation for the relationship between casing location and lithology in Linnan oilfield 井号套损形式套损深度/m套损位置判断依据夏32错断1799.75泥岩段测井曲线夏32弯曲2112.68泥岩段测井曲线夏32-X1错断2741.95泥岩段测井曲线夏32-X4弯曲2663.1泥岩段测井曲线夏32-18弯曲2822.37泥岩段测井曲线夏32-19错断且缩径1169.5泥岩段测井曲线夏32-405套变严重1323.04未确定浅层缺资料夏52-414错断2195.27泥岩段测井曲线夏52-421缩径1544.9未确定浅层缺资料夏32-45缩径2874.6砂泥岩交界测井曲线夏32-508错断2905泥岩段测井曲线夏53-X33缩径2915.51砂泥岩交界测井曲线钱5-X21错断1931.2泥岩段测井曲线3油水井套管损坏机理油层套管损伤的每一种形态都有其特定的作用机理,解析套管损坏的机理,需要密切联系到套损损伤的形态㊁套损类型的分布规律,并要经历一个从表象到机理到表象的过程㊂在调查了68口井的油层套管损坏情况之后,本着抓主要矛盾的原则,提出临南油田套管损坏的主要作用机理㊂3.1套管穿孔原因分析根据夏52-54井数控超声电视监测到的穿孔情况,参考临南油田油管㊁抽油杆腐蚀形貌,综合分析认为,临南油田油层套管典型的腐蚀形貌为:套管内壁分布腐蚀坑,管内壁腐蚀面沿管轴纵向延伸呈马蹄形或椭圆状,其横断面为上宽下窄的梯形深谷状,管壁穿孔处周边锐利,界面清晰,表现为坑蚀穿孔3.1.1腐蚀形貌分析根据夏52-54井数控超声电视监测到的穿孔情况,参考临南油田油管㊁抽油杆腐蚀形貌,综合分析认为,临南油田油层套管典型的腐蚀形貌为:套管内壁分布腐蚀坑,管内壁腐蚀面沿管轴纵向延伸呈马蹄形或椭圆状,其横断面为上宽下窄的梯形深谷状,管壁穿孔处周边锐利,界面清晰,表现为坑蚀穿孔㊂3.1.2腐蚀产物分析对临南油田油水井油管外壁㊁内壁及抽油杆上腐蚀产物进行XRD分析,腐蚀产物中主要是Fe⁃CO3和Fe2O3,表明套管㊁油管腐蚀与CO2腐蚀有关㊂采用电子探针分析仪对腐蚀产物进行元素分析,结果表明:腐蚀产物主要含有C㊁O㊁S㊁Fe 元素,腐蚀产物主要为FeCO3㊁Fe2O3㊁FeS,说明伴有一定细菌腐蚀作用㊂3.1.3硫酸盐还原菌(SRB)分析监测临盘工艺研究所采用细菌绝迹稀释法,对临南油田夏32-18井油管腐蚀产物进行了SRB测量㊂实验结果表明:该细菌已适应了腐蚀产物膜下的环境,将导致膜下细菌腐蚀㊂进一步研究表明,腐蚀产物膜中还含有少量短链脂肪酸,这种脂肪酸会促进点蚀的形成和发展,加速腐蚀㊂3.1.4动态介质对腐蚀的影响临南油田生产井产出水及改性前注入水,pH 值较低6~6.5,矿化度和Cl-㊁Ca2+㊁HCO3-㊁CO2含量高,具有较强的腐蚀作用,高Cl-离子的存在也会加速钝化膜的点蚀破坏㊂可以确认,临南油田造成套管腐蚀穿孔的主要原因是高矿化度产出水中CO2的电化学腐蚀作用㊂腐蚀介质中不存在硫化氢但管内壁存在SRB菌落且腐蚀表面有硫化物,可以判定伴有一定的硫酸盐还原菌腐蚀作用㊂不断更替的动态介质,加快了套管的腐蚀速度㊂对临南油田油水井油管外壁㊁内壁及抽油杆上腐蚀产物进行XRD分析,腐蚀产物中主要是FeCO3和Fe2O3,表明套管㊁油管腐蚀与CO2腐蚀有关㊂采用电子探针分析仪对腐蚀产物进行元素分析,结果表明:腐蚀产物主要含有C㊁O㊁S㊁Fe元素,腐蚀产物主要为FeCO3㊁Fe2O3㊁FeS,说明伴有一定细菌腐蚀作用㊂3.2套管变形原因分析引起套管弯曲㊁缩径㊁错断㊁破裂损坏的根本原因是在地应力作用下套管所受外载超过了套管的许用抗外载强度㊂3.2.1泥岩吸水蠕变,产生地应力作用于套管,造成套管损坏泥岩的主要成分为伊利石及伊-蒙混层,其中伊-蒙混层和蒙脱石有很强的吸湿性,吸水后易软化,具有典型的强分散泥页岩地层特征㊂㊃69㊃ 大庆石油地质与开发 2009年钻进过程中,当钻头钻穿地层时,井眼中的应力被释放,井壁及周围地层应力的分布受到井眼的影响,在井眼附近产生应力集中㊂油水井完井后一段时间内,套管通过水泥环与地层紧紧结合为一体,此时地层里面蠕变很小,套管不受地应力作用,仅承受管外水泥浆柱压力㊂这对于一般按水泥浆柱设计下入的套管,不会发生套变㊂注水开发后,情况发生了变化㊂当注入水窜入泥岩层时,泥岩吸水软化易分散,其成岩胶结力逐步消失,变为塑性,蠕变速度增大,在井眼周围产生非均匀的地应力分布㊂在套管周围,不同方向所受的蠕变外载力不同,最大地应力方向受力最大,最小地应力方向受力最小㊂对于未射孔段,套管受椭圆形应力作用无法释放,从而给套管施加外载,当套管抵抗不住这种地应力作用时,套管受挤压而变形,这就是泥岩吸水蠕变诱发地应力集中,造成套管损坏的原因㊂3.2.2开发过程中断层复活引起套管损坏在油田未开发前,在没有地震和地壳运动情况下,地应力是平衡的,断层处于平衡状态㊂油田开发后,尤其是注水开发过程中,原始地层压力发生变化,引起岩体力学性质和地应力改变,使原有平衡的断层被复活滑动引起套管损坏㊂夏32块套管损坏11口井,其中有8口井钻遇断层或靠近断层,夏52块3口套管损坏井均位于断层附近,钱5断块2口套管损坏油井均沿断层钻穿油气层,因此,可以推断其套管损坏与断层复活有直接关系㊂4预防和治理套损井的对策及建议近年来,通过传统工艺和新技术相结合,使大部分油水井的套损状况得以修复,但治理套管损坏井的总方针应当是 预防为主,防治结合”㊂这里,就如何预防和治理套损谈几点对策及建议㊂(1)提高钻井工程设计及钻井监督运行质量是预防套损的前提和基础㊂在复杂小断块油气藏的开发中,钻井工程设计中的井身结构设计㊁生产套管的套管串结构设计㊁水泥返高等都很少考虑地质构造应力㊁层间滑移㊁岩性膨胀等地质因素对油水井套管的影响,导致油水井生产过程中套管的先期错断㊁弯曲变形等㊂结合地质㊁钻井㊁采油等方面的要求及技术,设计出高质量的钻井工程设计,确定合理的井身结构和生产套管串结构,强化钻井监督,对下井套管及施工质量进行严格质量监督,是预防套损的前提和基础㊂(2)开展缓蚀剂投加工艺研究,改善防腐效果㊂建议改进油井管柱配置,加长尾管,尽量使筛管深度降低,加长受保护套管区间㊂同时,推广应用固体缓蚀剂,跟踪分析防腐效果,改进工艺设计,为油套管防腐提供新的技术支持㊂(3)根据临南油田油井套管穿孔情况,应用矿渣MTC固井技术将水泥返高提高至1400m以上,预防油层套管腐蚀穿孔㊂(4)完善现有的堵漏卡漏工艺,加强套管修复技术的引进,注重先进的套损检测技术的应用㊂从近年来套损井治理效果看,小套管固井成功率高㊁效果较好,堵漏井成功率与有效期大大高于卡漏井(堵漏成功率90%,卡漏成功率55%),因此,确立临南油田套损井治理的主体工艺为:小套管固井,挤灰堵漏为主,卡漏为辅,重点套损井采取侧钻㊁打更新井等措施㊂在应用传统的井温找漏㊁机械找漏的同时,引进推广40臂井径测井㊁数控超声电视测井等先进的套损检测技术㊂(5)建立套损井治理经济评价分析系统㊂依据单井控制的剩余可采储量,实际递减规律,经济开采时间,套损井修井成本,治理措施的平均有效年限,修复概率等,建立套损井治理经济评价分析系统,从而优选经济㊁有效㊁合理的修井方案,确保套损油水井治理工艺的合理优化组合,实现经济效益的最佳化㊂5结 论(1)临南油田套损类型主要包括弯曲㊁缩径㊁错断㊁破裂㊁穿孔㊁渗漏,其腐蚀穿孔为套管损坏的主要形式㊂(2)套管损坏在开发时间㊁不同含水区块㊁井别㊁构造位置及井深剖面上的分布具有一定的规律性,分析套损规律,对于开展有针对性的预防工作具有很好的指导意义㊂(3)临南油田套管腐蚀穿孔的主要原因是高矿化度产出水中CO2的电化学腐蚀作用,同时伴有一定的硫酸盐还原菌腐蚀㊂泥岩吸水蠕变,开发过程中断层复活是引起套管变形损坏的主要作用机理㊂(4)预防套损和治理套损均是多方参与的系统工程,必须坚持 预防为主,防治结合”的方㊃79㊃第28卷 第3期 王伟等:临南油田油水井套损分析及治理对策针㊂套损井治理必须优选经济㊁有效㊁合理的修井方案,确保治理工艺的合理优化组合,以实现经济效益的最佳化㊂参考文献:[1]李振智,杨辉,赵锋洛,等.中原油田气举井油套管腐蚀原因分析[J].石油机械,2001,29(11),3⁃6.[2]涂善东,凌祥,洪荣晶.以知识为基础的化工过程机械产品的快速创型[J].化工机械,2000,27(6):347⁃351. 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