超稠油区块油井套损机理及预防措施研究

某区块油井套管腐蚀破坏机理及防护措施研究*0 前言国内外许多油田自开发以来都伴随着严重的油井套管腐蚀损坏（简称腐蚀套破）问题。

目前导致油井套管破损的主要原因为包括地质因素、工程因素及腐蚀环境等[1]。

套管破损的形式为力学破坏、腐蚀破坏和二者共同作用的结果。

套管固井是应对地层力学破坏、腐蚀环境隔离的主要手段。

固井质量[2-5]是套管使用寿命的保障。

套管内、外腐蚀在各油田普遍存在，开展套管内、外腐蚀机理研究，实施针对性防治措施，减少新增套管腐蚀损坏井数量是套破井的治理发展趋势。

由于腐蚀环境不同，套管破损原因及机理也不相同。

针对含CO2油井，在特殊温度压力环境下，CO2对钢质管材会产生严重的腐蚀，如套管管壁腐蚀穿孔、裂纹、缝隙破裂等，给油气田开发带来了极大的危害，提高含CO2油气开采效率和降低其经济成本成为关键的问题，引起了有关专家和学者的高度重视[6-10]。

目前控制CO2腐蚀的技术方法主要有选用耐蚀材料、加注缓蚀剂、阴极保护、有机和无机涂料、金属镀层等[11-12]。

其中投加缓蚀剂是油田常用的一种操作简单、经济可靠且见效快的防腐手段，被石油、天然气行业所采用。

咪唑啉类缓蚀剂因其具有热稳定性好，毒性低，无特殊刺激气味，并且对碳钢和低合金钢在酸性介质中有良好的缓蚀性能等优点，被广泛应用于含CO2油气田井下管柱及地面集输管线的腐蚀控制[13]。

针对国内某油田油井短时间内套破，且套管腐蚀穿孔严重，隔采有效期短，治理难度大等问题，本研究在对该区块油井套管腐蚀环境及套破现状等调研的基础上，通过对该区块油田采出水介质成分及腐蚀性组分分析，油管内外壁腐蚀层及其成分分析，探讨了套破井的腐蚀机理。

结合固井质量与套破井失效模式的对比分析，进而明确固井质量对油井套破的影响，并通过对J55钢在含CO2油井模拟工况环境中腐蚀速率的测试，研究了一种桐油咪唑啉缓蚀剂在不同添加量条件下的缓蚀效果，进而为含CO2油井的腐蚀控制措施提供理论依据。

油田套损井机理分析与预防措施研究随着油井使用时间的变长，套损问题对油田产能的影响变得更为突出。

本文对套管损坏机理進行深入的分析，并提出了相应的预防措施。

标签：套管损坏机理;预防措施;工艺技术某油田区块油井套管损坏问题比较严重，直接影响到正常的原油开采，很多油井由于套管损坏而被迫停井，油井和集输管线的维护工作量变多。

特别是储量大、开采效率高的区块出现套管损坏，会给油田企业稳产带来不利影响，需要对套管损坏的机理进行分析，并采取有效预防措施。

1套管损坏机理分析1.1套管材料和固井质量如果套管加工制造过程中存在微缝或者螺纹不符等质量问题，就会使套管的抗剪和抗拉强度变弱，采用该套管的油井经过长时间的原油生产之后，会逐渐出现套管损坏问题。

固井作业过程中没有进行有效的质量控制，导致井眼不规则或井斜问题，采取的水泥浆达不到设计标准，水泥和井壁间没有产生很好地胶结，注水泥之后套管拉伸负载不合理等，都会对套管使用寿命产生影响。

1.2射孔对套管造成的损伤射孔作业引起套管损坏的原因主要有：1）使套管外的水泥环产生破裂，严重情况下使套管产生破裂，尤其是采用无枪身射孔会对套管产生很大的损伤。

2）射孔作业过程中存在着较大的深度误差，特别对加密油井中的薄互层进行射孔时错把隔层泥央、页岩射穿，使得泥页岩受到注水增产措施的影响，使地层应力产生改变而使套管损坏。

3）没有选取合理的射孔密度，会对套管强度产生影响。

1.3出砂对套管产生的损伤在地下储层形成大量的出砂，上部岩层会由于失去支撑而形成垂直方面的变形，如果上部地层压力大于油气储层孔隙压力和结构应力，会把部分地层应力传递到套管，超过套管具备的极限强度时会出现变形和错断问题。

1.4地质因素对套管产生的损伤随着国内很多油田都进入到开采中后期，出现套损的油井数量会不断变多，由于地层水及注入水流通速度的提升，使得地层胶结物质产生水化，使得断层及破碎带变得更为活跃，如果地下储层地质情况不稳定，会使套管受损产生破坏。

因 。 出 了 油 井 套 管 腐 蚀 因素 是 造 成 套 管 外 漏 的 主 要 因 素 ， 为稠 油 热 采 中油 气 井 套 管 腐 蚀 是 土壤 水分 、 盐量 、 度 等 诸 多 因素 提 认 含 温 共 同作 用 的 结 果 ． 中含 水 的 高低 是 影 响套 管腐 蚀 速 度 的 重要 原 因 。 其 而油 层 上 部 套 管 又 是 套 管 腐 蚀 穿 孔 的 重 灾 区 。 场 实 际说 明 了 现
成 修复 困难 。
１ 套 管 损 坏 主 要 位 置 ． ２
九 四区套 损 井进 行 了初 步统 计 ：有 １ ９口井 的套 管 损 坏 位置 集 中在距 井 口 ２ ６ ｍ 的范 围 内 ， 占套 管 ～０ 漏 失 总井 数 的 ７ ３％，套管 缩径 变形 和套 管 错 断 的井 主要 分布 于断 层发 育 区域 。 套管 损 坏方式 以套管 外漏 为 主 要原 因 ， 油井 套 管腐 蚀 因素 又是 造 成套 管外 漏 而 的 主要 因素 ， 统 计 。 管 上 部 接 近 地表 位 置处 的套 经 套 管 是腐 蚀穿 孔 的重 要部 位 。
要 类 型 。 失 即 由于腐 蚀 等 原 因 ， 管 内破 裂 形 成 各 漏 套
种形 式 的裂 纹 ． 时穿 孔 破漏 ． 重 时 大井 段破 漏 ． 有 严 增 加 修 复难 度 。变 形 主要 是缩 径 变形 ； 位 即 由于套 管 错
受 力不 均 发生 断 裂地 层 移动 形成 错 开 或断 脱 ． 同样 造
主题 词 套 管 损坏 稠 油 井 修 井液 腐 蚀 预 防
１ 套 管 损 坏 的类 型
１１ 套 管 损 坏 形 态 ．
从 九 四 区稠油 井 套管 损 坏可 归 纳 为 ３类 ：漏 失 、 变 形 和错位 ． 中 以漏 失 造 成管 外 窜为 套管 损 坏 的主 其

１ １ 井楼油 田套 损形 态特 征 ．
井 楼 油 田套 损井 集 中发 育在 井 楼 一 区 ， 即井 楼
由核三 段 １ ８小 层 构造 图上 可 以看 出［ ， 斜 １ １ ２ 背 ］
背 斜东 南部 构造 高 点部 位 ， 楼 背 斜 构 造走 向受 断 井
层控制 呈 Ｎｗｗ 向 ， 北翼 构 造 先平 缓 、 则 ， 在 东 规 而 靠 近 西南部 的断层 附近地 层较 陡 ， 造线 密集 。 构 井楼一 区共 有套 损井 ２ ７口 ， 占总 井数 的 １ ６ １／， ９ 套 损 的主要 类 型有 错 断 、 脱 、 切 变 形等 类 型 ， 断 剪 其 中错 断井 １ ９口， 断脱 井 ５口， 形井 ２口， 变 套管 破裂
作 者 简 介 ： 义 发 ， 级 工 程 师 ，９ ４年 生 ，９ ８年 毕 业 于 西 南 陈 高 １７ １９
套 损 的 特 点 。从 套 损规 律 统 计入 手 ， 析 该 区块 套 损 主 要 原 因是 风化 壳地 质 薄 弱 带 的 存 在 和 开 发 过 程 中 注 蒸 汽 造 分
成 的 ， 据发 现 的 套损 发 生 的机 理提 出 下 一 步 的预 防措 施 。 根
关键词 ： 井楼 油 田 ； 损 机 理 ； 治对 策 套 防 中图 分 类 号 ： Ｅ ３ Ｔ ８４ 文 献 标 识 码 ： Ａ
（ ） 损井 在 地层 层 位 上 的 分 布规 律 。套 损 点 ２套
在 层位 上 的分布 规律 反 映出地 质 因素 对套 损 的影 响 作用 ， 套损 点在 深度 上虽有 较大 的差 异 ， 在层 位上 但 却 属 于 同一 层位 或 同一层 面 。把井楼 一 区套损 井 的
近系 廖庄组 、 桃 园 组 与大 仓 房 组 。核 桃 园 组共 分 核

第八章：稠油油层损害机理研究及保护技术第一节稠油油气层损害机理油气层损害机理就是油气层损害的产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。

人们对油层保护工作从损害机理研究开始，在岩心分析技术和室内岩心流动评价实验结果，以及有关现场资料分析的基础上，认识和诊断油气层损害原因及损害过程。

为制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。

油气层损害的实质就是有效渗透率的下降。

有效渗透率的下降包括绝对渗透率的下降（即渗流空间的改变）和相对渗透率的下降。

渗流空间的改变包括：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害；相对渗透率的下降包括：水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。

油气层被钻开之前，它的岩石、矿物和流体是在一定物理化学环境下处于一种物理化学的平衡状态；钻开以后，钻井、完井、修井、注水和增产等作业或生产过程都可能改变原来的环境条件，使平衡状态发生改变，这就可能造成油气井产能下降，导致油气层损害。

所以，油气层损害是在外界条件影响下油气层内部凡是受外界条件影响而导致油气层渗透性降低的油气层内在因素，均属油气层潜在损害因素（内因），它包括孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和流体性质。

在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构或流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害外因，它主要指入井流体性质、压差、温度和作业时间等可控因素。

为了弄清油气层损害机理，科研工作者已对油气层损害的内因和外因进行研究，而且研究了内因在外因作用下产生损害的过程。

稠油油层作为油层的一种，具有自己特定的油层特点，其损害机理和其它油气层类同，不同的只是损害的程度及方式有别，清楚其损害的内在因素和外在原因对现场保护油层有着重要的意义。

一、油气层本身潜在的损害因素凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层内在因素，均属储层内在因素，它与其储渗空间特性、敏感性矿物，岩石表面性质和流体性质有关，下面就讨论各因素对油气层损害的影响。

有效的解决套管损坏问题。 现场应用表明： 通过以上技术的有效应用， 可以有效减少套坏井对油藏开发的影响 ， 提高油藏开井率， 最终实现油藏的高效开发。
［ 关键 词］ — —套 管 出砂 应力 完井 技术 固井 修 复 中图分 类号 ： Ｔ Ｅ ９ ３ １ ． ２ 文 献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ： ｌ ｏ ０ ９ — ９ ｌ ４ ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ３ ７ — ０ １ ３ ８ －０ ２
损坏 作用 ， 使 套管 损坏 率降 低１ ０ ％以上 ， 套损 时 间推迟 ０ ． ６ 个 周期 。 ３ ． １ ． ３提高 热采 井 固井质 量技 术 注 蒸汽 井在 高温 下套管 产生 热应 力 ， 同时， 水 泥环 也 随着温 度 的升 高 、 下 降， 产生压缩， 拉伸应力， 如果固井质量不好， 水泥环破坏后易发生套－ Ｎ２ ］ 。 在固 井 时选用 的方法 为 ， 一是应 用加砂 水泥浆 体系 ， 增 强水泥 环的抗 高温 衰减性 能 和水 泥环 与套 管的胶结 强度 ； 二 是提高水 泥浆 的顶 替效 率， 保 证固井质 量 ， 从 而
２套 坏原 因及 解 决方 法 ２ １套坏 的原 因分析 ２ ． １ ． １油井 出砂 是套 坏 的首要 因 素［ １ １ 由于 曙一区超稠 油油藏埋深 较浅 ， 地层压实 作用弱 ， 油藏储层 物性好 ， 为大
主要 采用一 次地锚 预应 力完 井技 术 。 ３ ． Ｉ ． ２热力 补偿 器 技术 热力 补偿器［ ８ 】 是可对 套管在 热应力 作用下 的微量 伸缩进 行补 ｆ 尝的一 种机 械装置 ， 完井 时在 油层 上部的一 定位置上 加装 ， 上下端与套 管连接 在一 起 ， 固井 时 同时被封 固 。 从实施 效果 看 ， 实 施热力 补偿 器后可 明显 缓解热 应力对 套管 的

套损井的形成原因及防范措施摘要：随着开发时间的延长，套损井所占比例越来越高，成为制约油田稳产和高效开发的不利因素。

因此我们在对套管损坏机理原因分析以及研究的基础上，结合井筒现状、剩余地质储量和井网完善程度，合理优化和配套套损井治理和维护技术，树立了治理和维护相结合的操作办法，采取调整维护方式、合理设计泵挂深度、合适井下工具选择等方式多元化的维护治理套损井，使得套损井的免修期有了不同程度的提高。

关键词：套损井；维护方式调整；泵挂深度；免修期1.前言油水井投产后随着井的生产时间的不断延长，开发方案的不断调整和实施，特别是实施注水开发的油藏，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。

截止2018年12月份，我厂累计发现套管损坏井1237口，占投产总井数的19.7%，其中油井套损627口，占油井总数的14.4%；水井套损610口，占水井总数的31.7%。

通过对近些年油田开发资料统计、分析、研究表明：导致油水井套管损坏的因素概括为地质因素和工程因素两类，其中地质因素有以下七种：泥岩吸水蠕变和膨胀、油层出砂、岩层滑动、断层活动、盐岩坍塌和塑性流动、地震活动、油层压实；工程因素有五种：套管材质问题、固井质量问题、射孔对套管损坏的影响、井位部署的问题、高压注水。

其中地质因素是导致油水井套管技术状况变差的客观条件，这些内在因素一经外部因素（比如：注入的高压水窜入泥页岩层）引发，使局部地区应力产生巨大变化，区块间产生较大压差，转移到套管上，使之受到严重损坏，导致成片套管损坏区的出现及局部小区块套管损坏区的出现，严重干扰油田开发方案的实施，威胁油田生产，给作业、修井、修井施工增加极大的难度。

当今，越来越多的的强化采油措施应用于油田生产，如高压注水、压裂、大型酸化、注蒸气等工程技术措施。

这些强化采油措施一方面提高油田产量，取得了明显的经济效益，另一方面也使油水井套管的工作环境不断恶化，诱发各种地质因素对套管的破坏作用。

油井套损原因及治理研究作者：刘洋来源：《科学与财富》2018年第27期摘要：通过对油田套损井的原因分析、后果评价以及治理方法的研究，总结了油田套损井的治理实施方案。

关键词：套损井；治理一、油井套损原因1）外部因素所谓外部因素就是指油气井投产以后，由于油气井增产措施、修井等造成套管损坏的原因。

中国的大部分油气井在投产之前都需要进行压裂或酸化等增产措施，甚至在生产一段时间后进行压裂、酸化，有些井还进行了重复压裂改造，而且随着工艺技术的不断提高，改造规模也越来越大，这些改造措施在很大程度上会影响套管的使用寿命[1]。

（1）射孔作业。

射孔作为压裂、酸化改造之前的一项必不可少的工作，其不适当的工程设计或操作也会造成套管损坏，例如孔密太大降低套管强度，射孔导致套管外水泥环破裂，致使套管破裂，射孔深度过大或设计不精确，错误的将隔夹层泥岩射穿，导致泥岩水花膨胀，导致地应力发生变化，导致套管变形或错断[6]。

（2）压裂酸化作业。

近十几年来，人们从改造低渗透油层效果考虑，油井多采用大型压裂措施，井口压力可达到50～70MPa，油层部位套管压力已达70～100MPa。

常用的N-80套管抗内压强度设计为64.6MPa，而J-55型套管强度仅为21.93～28.4MPa。

这样，套管接箍和丝扣部位以及固井质量差的井段很容易产生破裂。

此外，油井酸化时由于排酸不及时造成套管腐蚀，有部分井因多次进行酸化施工，从而加快了套管的腐蚀速度，使套管穿孔、漏失。

（3）油井转注及井下工具。

当油井生产到后期，部分油井会转为注水井，而原来的油井水泥返高仅在油层上部200m左右的位置，而正常的注水井水泥返高要求至井口，转注井相对于正常的注水井水泥上返高度不够，上部的套管没有水泥环的保护，全部浸泡在上部的浅层水中。

一方面管外腐蚀严重，另一方面转注后上部套管承受注水压力，与管外腐蚀相互促进，使套管损坏程度加剧。

另外，井下工具对套管内壁的磕碰损伤也会加剧腐蚀，尤其是在井下有封隔器时，封隔器对套管内壁的损坏极其严重。

稠油热采井套管柱损坏机理及预防措施研究的开题报告摘要：随着油田开发程度的不断提高，稠油热采已成为目前石油行业的主要开采方式。

然而，稠油热采井套管柱损坏严重影响了井下设备的安全及生产，特别是在高温、高压、强腐蚀、强磨损等恶劣环境下。

本文基于稠油热采井套管柱损坏机理与预防措施研究，系统分析了稠油热采井套管柱损坏的主要原因及分类、预防措施及现有不足等方面。

关键词：稠油热采，井套管柱，损坏机理，预防措施一、研究背景稠油热采时需要高温高压环境，石油中含有大量的硫酸盐离子、氯离子等腐蚀性物质，且油层本身存在砂粒等颗粒物，这些因素共同导致地下设备的损坏。

而稠油热采井套管柱作为井下主要支撑装置，其损坏会给井下设备的安全及生产带来很大威胁，特别是在高温、高压、强腐蚀、强磨损等恶劣环境下，其损坏更为严重。

因此，研究稠油热采井套管柱的损坏机理及预防措施，对于确保井下设备的安全及生产的稳定具有重要意义。

二、研究目的本研究旨在通过对稠油热采井套管柱的损坏机理进行研究，分析其损坏的原因及分类，并探讨预防措施及现有不足，为稠油热采井套管柱的维护提供技术支持。

三、研究方法本研究采用文献调研和实验室模拟等方法，通过对稠油热采井套管柱损坏机理进行分析和研究，总结其损坏原因及分类，并提出相应的预防措施。

四、研究内容1. 稠油热采井套管柱损坏的原因及分类2. 稠油热采井套管柱损坏的预防措施3. 稠油热采井套管柱维护现有不足分析与对策五、研究意义稠油热采井套管柱作为井下主要支撑装置，其损坏严重影响井下设备的安全及生产。

本研究将有助于加深对稠油热采井套管柱损坏机理的认识，提高井下设备的维护水平，促进稠油热采的安全、高效、低成本开发。

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。

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3.预防套损的主要措施
通过以上分析总结可知，造成套管损坏的因素是多种多 样的，因此必须针对不同的因素，制定相应的预防措施。
❖针对不同的地质因素采取不同的预防措施
❖针对蒸汽吞吐热采井进行专门的、多方面的工艺设计强化 射孔井段套管强度，优化注汽运行
❖氮气隔热井必须保证连续补氮
❖变化封隔器卡封部位
引言
❖辽河油区的地理面积广阔，地质构造复杂，油藏类型 丰富，是一个以稀油、稠油、高凝油为主要开发对象的 复式油气区。
❖稠油热采和蒸汽吞吐是辽河油田开发最基本的生产措 施。经过30多年的不断开发，不同区域和不同地质、 工程和管理条件下的油（水）井，随着生产时间的不断 延长及开发方案的不断实施和不断调整，特别是实施注 水开发的砂岩油藏井和实施蒸汽吞吐的稠油、超稠油井， 其套管技术状况已逐渐变差，甚至损坏，至使许多井不 能正常生产，注采系统不能正常运行，从而影响了整个 油区的稳产、上产。
❖辽河油区这种地质条件的复杂性，使得导致油水井套管损坏的地质因 素也极为复杂，概括起来，主要有地层(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、地层水腐蚀等几大因素。 这些客观存在的内在因素一经引发，产生的应力变化是巨大的、不可 抗拒的，这无疑将使油、水井套管受到严重损害，导致成片套管损坏 区的出现及局部小区块套管损坏区的出现，从而严重地干扰开发方案 的实施，威胁油田的稳产、上产，给作业、修井施工增加了极大的困 难。
可分为地质因素和工程因素两大类。对一个具体区块的油、水井来讲， 这两个因素很可能有的是主导因素，有的是次要因素，而更多的则是 二种因素的组合。
2.1地质因素
❖勘探开发实践表明 ，辽河断陷盆地具有断层发育 、断块破碎、沉积类 型多样、储层非均质性强、油品性质多样、油藏类型丰富的特点，包 容了众多的地质现象，凡是陆相沉积盆地的各种岩性、岩相、沉积模 式、构造、生储盖组合、油品种类等在这里基本都有展示。

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。

稠油热采井套管损坏机理分析及预防对策研究摘要：由于地质因素和工程因素的影响，随着生产时间的延长，油水井不可避免的会出现套管损坏。

套损后直接影响油水井产能，更严重的后果是直接导致油水井停产、报废，制约了油田的开发效果。

为此本文主要对稠油热采井套管损坏的机理进行分析，并针对性地提出相应的预防对策，最大限度减少对套管损害的不利因素，从而延长套管的使用寿命。

关键词：热采井;套管损坏;机理分析;预防对策0引言稠油热采套管损坏井的日益增多严重影响了油田的开发效果，本着预防为主的方针，研究套管损坏的机理，确定引起套管损坏的原因及损坏类型，制定配套的防护措施，尽可能地减缓套管损坏速度，延长油水井使用寿命，提高油田后期开发的经济效益;进而研究套损修复技术，采取针对性的工艺技术进行综合治理，逐步提高套损井治理率和修复成功率，使停产和带病生产的套损井达到正常生产的目的。

1套管损害机理分析对于稠油热采井，热应力作用应该是造成其套管损坏的主要原因。

超稠油热采井注蒸汽的平均温度在340℃左右，有的超过350℃。

当热采井在首次注入300℃的高温蒸汽后，封隔器附近的套管将产生700MPa以上的压应力，该值高于一般套管材料的许用值，这是造成套管损坏的最直接因素。

高温高压和冷热交替是造成蒸汽吞吐井套管损坏的主要原因。

油井进行蒸汽吞吐作业比蒸汽驱连续注汽套管损坏更严重，蒸汽吞吐区块注汽温度高，注入压力大，高压冲蚀、高温热应力以及多轮次导致的温度场剧烈变化，热应力造成套管受压缩、受拉伸，再压缩、再拉伸反复疲劳损伤，对热采井的套管及水泥环的完整性均影响较大。

材质越差损坏就严重，早期的热采井部分采用J55套管，其损坏率比较高;后来采用壁厚8.05mm的N80钢级套管，其允许最大温度变化只有204℃，仍难以满足热采工艺技术要求，超过一定时间和轮次以后，套管将因疲劳而损坏。

后来经过研究的深入，不断提高完井套管钢级和壁厚，加厚套管的抗挤毁能力明显提高，具有更好的承载能力，套损率也逐年下降，套损得到较好的控制。

固井质量、 完井质量问题、 封隔器连续卡封位置、 氮
气隔热井补氮不连续等。
２ 超稠油套损井综合 防治技术
２１ 套管先期保护技术 ．
２ １ １ 预应 力完井技 术 ．．
１ 套损原 因分析
１１ 油 井出砂是套损 的首要 因素 ．
预 应力完井技 术 的基本 原理是在套管下 入井 眼
由于曙一 区超稠油油藏埋深较浅 ， 地层压实作 用弱 ， 油藏 储层物性 好 ， 为大 孔高 渗储 层 ， 结方 式 胶 主要 以稠 油胶结为主 ， 主要 以中细 砂岩为 主 ， 岩性 加
的最大拉力强度、 屈服强度及弹性膜数都明显降低 ， 膨胀率增 加 。由于超 稠油 吞 吐周期 较 短 ， 内吞 吐 年
两三个 轮次 ， 同时汽窜现象较 为频 繁 ， 使得 油层段套 注蒸汽井 在高温下套 管产生热 应力 ， 同时 ， 泥 水
环也随着温度的升高、 下降， 产生压缩、 拉伸应力 ， 如 果固井质量不好 ， 水泥环破坏后易发生套损。在 固 井时选用的方法为， 一是应用加砂水泥浆体系， 增强 水泥环的抗高温衰减性能和水泥环与套管的胶结强
１３ 工程因素对套 管损坏具有很大 影响 ．
作者简介 宋 必轩 ， ， 程师 ，９ ５年毕业 于大 庆石 男 工 １９
工程因素造成的套损主要有 ： 套管的材质问题、
油学院油藏工程专业 ， 现从事油藏开发管理工作。
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３ ４・
江
汉
石
油
科
技
第１ ７卷
（） １ 选用硅砂作为高温稳定剂 ， 要求水泥石抗
２２２ 减 少注汽过程 中对套 管的影响 ．．
统计超稠油套损井中， 射孔段 附近套损 比例达
到 ８％ 以上 。射 孔套 管 的抗 挤 强 度 的理 论 分 析 认 ０

套损机理与防治措施研究摘要：随着油田不断开发套损情况日趋严重，深化套损机理研究并有针对性的采取相应的预防和治理措施对油水井的生产有着重大的意义，同时也将产生巨大的经济效益。

关键词：套管损坏影响因素失效形式预防修复1、套管失效的影响因素1.1纯地质因素：纯地质因素主要指大地应力场及其自然变化。

1.2钻井工程因素：钻井工程因素主要指钻井、固井和完井等施工对套管强度的影响因素。

1.3采油工程因素：采油工程因素是指由于开采、增产和增注等措施导致地层局部岩石的碎裂和大变形，进而诱发地应力变化和重新分布，甚至激活断层等导致套管损坏。

1.4使用环境因素：使用环境因素主要指套管内外壁工作时所接触到的介质方面。

2、套管失效的基本形式2.1套管的径向变形失效：套管的径向变形失效是指套管的径向变形超过了其规定值，使套管无法正常工作。

该类失效从表现的形式来看，有挤毁、椭圆变形、缩径、单面挤扁和扩径共五种主要形态。

2.2套管的错断失效：套管的错断失效是指套管柱被剪断成了两截或者上下两截套管错开相当大的距离。

2.3套管的弯曲失效：套管的弯曲失效是指套管柱轴线偏离l其理想轴线位置太远，导致套管无法正常工作。

2.4套管的破裂失效：套管破裂失效是指套管沿纵向或周向出现裂纹和开裂。

2.5套管的穿孔失效：套管的穿孔失效主要是指套管壁出现孔洞而不能正常工作。

2.6套管的密封失效：套管的密封失效是指套管的螺纹连接部位出现套外返油气水的现象。

3、套损井的分布规律研究3.1套损的平面分布规律：第一，套损井集中在主力油藏或主力油层开发区域：第二，套管损坏井在构造顶部区域及地层倾角较大的翼部区域发生较多：第三，套管损坏井主要集中在断层两侧或邻近部位的比例较高。

3.2套损在井深剖面上的分布规律：第一，套管损坏发生在油藏构造顶部附近的多：第二，套管损坏点位于软弱岩层交界处附近的较多；第三，套管损坏点大多在泥岩层、盐岩层和煤层等软弱岩层段；第四，套管损坏位置在射孔部位附近相对比例较高。

油井套损原因分析及预测方法探讨摘要：在我国，对开发油田年限的逐渐增加是导致油水井套损的问题严重的主要原因，这不仅会影响到油田的生产，甚至会给油田带来无法避免的经济损失，所以面对油水井套损进行及时的预防就成为了现阶段相关企业需要解决的首要问题。

本文立足于当今的社会背景，以油水井套损的主要原因为出发点，运用理论与实际相结合的方式，对监测的方法和预防的措施进行了科学、详细的分析。

关键词：油水井套损；原因分析；预防措施1、油水井套损的类型1.1套管变形注采和生产之间的压差会危及长期的油水井套管。

在水平应力场的作用下，地质结构的运动会导致防水套管在多个方向上被水平力割断，从而导致防水套管产生更多的变形，这种变形占很大的比例。

在所有变形井中的比例；受注水的影响，岩石层会膨胀并相对运动，从而切割防水套管，造成套管轴向上发生弯曲变形。

1.2腐蚀破裂由于在防水套管的浅水区域中长期受到电化学腐蚀的影响，或者由于线嘴的紧密性差，防水套管由于腐蚀而破裂。

当工作压力过高时会产生裂纹，并且防水外壳的腐蚀和破裂问题主要发生在白边填充液顶部的防水外壳中。

1.3径向内凹变形防水套管的抗压强度相对较弱，在固井中存在产品质量问题。

由于注射压力和生产压力的不同而引起的防水外壳的长期作用将减小某些部分的直径，从而导致防水外壳的轴向内部呈椭圆形的凹形变形。

1.4非坍塌型错断受水侵入的影响而膨胀并移动。

当岩体的移动速度超过30mm/a时，防水套将垂直移位，并且防水套的左右部分将水平移动。

防水套管会因其承受的拉力和收缩力而损坏，它会在水平方向上错位，并且防水套管在中断点处会出现垂直偏差。

2、油田注水井套损的原因分析2.1地质原因在许多情况下，油田注水井的套损是由地质环境引起的。

较常见的地质环境要素主要包括地应力要素，例如断层块主题活动，泥岩应力松弛和地质结构中的出砂。

在整个过程中，诸如断层块之类的因素会长时间损坏被套管损坏的井。

在油田开发设计的整个过程中，中断块的主题活动也应归因于关键损坏防水外壳的元件。

96油气田开发过程中，油层出砂因素是导致国内稠油区块套管发生损坏的主要原因之一，给油田造成了巨额的经济损失。

油井出砂对套管损坏可能会引起以下一些问题：一是当油井产生大量砂砾时，它们可能会以高速撞击套管内壁，导致套管表面的磨损和腐蚀，进而降低套管的强度和耐久性。

二是大量的砂砾可能会堵塞套管间隙，限制油井内的流体流动，从而降低产能。

1 稠油出砂井套损情况统计1.1 套管损坏类型通过针对河口采油厂稠油井套管损坏的资料统计，发现稠油井套管损坏的主要类型包括套管缩径、套管错断、套管弯曲、和套管破裂4种情况。

其中，套管弯曲和套管破裂分别占据36.8%和28.0%的比例，占比较高。

其套管缩径和套管错断比例较低，分别占据14.6%和15.0%左右。

套管弯曲指的是套管在使用过程中受到外力作用而发生弯曲，可能是由于沉积层变形或金属疲劳等原因导致套管的变形。

套管缩径是指套管在运营中由于温度变化或内外压力差异等因素引起内孔径收缩。

套管错断是指套管在使用过程中出现断裂或断开的情况，可能是由于操作不当、外部荷载或金属挠曲等原因引起。

套管破裂则是指套管产生裂纹或破裂，导致井筒泄漏或产能下降。

1.2 套损位置特点套管损坏的位置特点主要取决于油井的特殊情况和操作条件。

然而，一些常见的套管损坏位置特点可能包括以下几点：（1）出口段：套管在油井出口段可能会受到较大的压力和流量冲刷，导致套管磨损、腐蚀或破裂。

此外，河口采油厂可能在出口段设置一些装置，如安全阀或射流泵，这些装置的操作和维护也可能对套管造成损坏。

（2）弯曲段：在套管弯曲段，套管可能存在弯曲和挠曲的情况。

如果套管的弯曲程度超过了设计或可接受的限制，就可能导致套管弯曲、变形、错断甚至破裂。

弯曲段通常发生在油井的水平或倾斜段，因为这些段落中需要进行弯曲操作或安装弯曲工具。

（3）装饰段：套管装饰段通常存在一些装置或工具，用于增加油井的产能或改善井筒条件。

这些装置可能对套管造成额外的力或挠曲，从而导致套管损坏。