柳南区块套管损坏机理研究及综合治理技术
- 格式:pdf
- 大小:13.13 KB
- 文档页数:2
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。
油水井套管错断治理技术研究与应用目前大多数油田由于多年开发和井网调整,造成井距近、井网密集、油水井井数多,井况复杂多变。
在大修治理过程中,错断通径大的套损井可采取取套、封井等大修技术进行治理,但有些井套管错断严重,套内套外吐泥岩不止,以常规大修取套、扫塞等技术无法达到有效治理目的。
成为制约油田稳产和高效开发的不利因素。
对套管错断机理进行认真分析,在不断探索和总结的过程中,形成了套管错断井治理技术和套管错断的预防措施。
标签:套管错断;水泥稳层;泥岩膨胀;1、套管错断机理研究1.1套损产生原因1.1.1套管缺陷影響套管缺陷是指在套管加工制造时,出现壁厚不均匀、加工微裂痕或内部组织缺陷、连接螺纹间隙大等。
这种套管下人井后,可能发生连接不好、密封不严、渗漏等问题,严重者会发生脱扣和断裂。
2016-2018年有部分新井投产时就发现套管错断,主要集中在250-300米之间,斜井为主,通过印痕发现套变鱼顶为套管接箍。
1.1.2固井质量影响钻井井眼不规则、固井水泥不达标、水泥与岩壁胶结固化不好等问题都将影响到固井质量。
固井质量差使套管失去水泥环的保护,受到岩石侧向变形的积压,引起套管损坏;高矿化度的地下水与套管发生化学腐蚀和电化学腐蚀;地层硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌与套管发生生化腐蚀,形成套漏。
1.1.3注水影响油田进入全面注水开发后,随注水压力升高,油层孔隙压力也随之升高。
孔隙压力升高有提高驱油能力的作用,但在多方面条件下会引起套管变形,注水后油田油水井套损井数逐年增加。
1.2、泥岩膨胀、地层坍塌机理研究在注水压力较高条件下,注入水可从泥岩的原生微裂缝和节理侵入,也可沿砂泥岩界面处侵入。
由于泥岩中富含蒙脱石等吸水矿物,会使泥岩发生体积膨胀,此时泥岩往往处于塑性状态,当具备一定倾角时便会发生塑性流动,从而对套管产生挤压,导致套管损坏。
套变套漏处泥岩进一步大量吸水导致套管外周围泥岩聚集膨胀,造成套管错断,1.3上部套管错断机理目前某厂有10余个新井平台出现套管错断套返等事故,这些平台井先出现返泥浆,再出现套管错断,最后发生套返,最终整个平台套管错断、平台套返严重,污染环境、造成油气资源损失。
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中图分类号:te 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2011)01-0173-011、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。
复杂井况水平井套管损坏机理及预防技术研究Study on Casing Damage Mechanism and Prevention Technology of Complicated Horizontal Wells【摘要】水平井技术以其特有的优势,在国内外范围内得到广泛的应用,并不断衍生出多种满足不同开采需求的复杂井况水平井类型,例如,中短曲率半径水平井、中短半径水平井和热采水平井等。
这些技术的实施和推广极大地提高了采收率,显著地降低了生产成本,但这些技术的推广也为水平井完井套管柱的设计和套管损坏预防提出了新的要求和挑战,其中水平井完井套管损坏成为制约水平井技术在某些区域发展的关键影响因素之一。
本文重点针对复杂井况水平井完井套管柱在下入、作业和热采过程中受力分析和强度校核等问题,通过理论分析、室内实验和数值模拟计算得到复杂井况水平井套管柱受力变形和损坏规律,并开发出相应的计算机软件,为复杂井况水平井完井套管柱设计和校核提供参考和依据,并提出具有针对性的预防水平井套管柱损坏措施和建议。
第一,根据水平井完井套管柱在作业和生产过程中受力和变形特点,综合各种因素对水平井套管柱的影响,得到水平井套管柱应力分布和安全系数,对作业和生产过程中水平井套管柱的安全性进行评价,给出提高水平井套管柱安全系数的建议。
第二,建立水平井套管柱在弯曲段的许可弯曲度,推导出相应的计算公式,并利用室内试验和三维有限元数值模拟计算进行验证... 更多【Abstract】Horizontal well technology is wide used in the oil and gas exploitation at home and abroad for its unique advantages. And many new types of horizontal wells are derived continuously to meet the needs of different type reservoirs exploitations, such as short-radius horizontal wells, multi-lateral horizontal wells and thermal recovery horizontal wells. The implementation and promotion of these new type horizontal wells greatly improve the oil and gas extraction rate, and significantly reduce the t... 更多【关键词】水平井;完井套管柱;受力分析;强度校核;应力分布;许可弯曲度;抗挤强度;预制孔套管;安全系数;套管柱损坏;套管保护措施【Key words】Horizontal well;Casing completion strings;Force analysis;Strength check;Stress distribution;Permitted built-up rate;Collapse strength;Completion linear perforation casing;Safety factor;Casing failure;Casing protection measurement 【作者基本信息】中国石油大学,油气工程力学,2010,博士【网络出版投稿人】中国石油大学【网络出版年期】2011年01期【分类号】TE28。
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。
井下套管损坏机理及围压和应力分析摘要:首先本文作者通过对油田套管大量损坏这一问题的调查,发现了套管损坏是当今石油开采过程中存在的普遍问题,给石油生产带来了巨大的损失。
提出对井下套管损坏机理和围压应力分析的必要性。
之后通过阅读相关文献,综合分析了各种引起套管损坏的原因。
推导套管挤毁压力公式,计算井下套管围压。
得出相应的结论。
其中套管损坏的主要原因有:是套管柱设计不合理,尤其当套管处于盐岩、泥(页)岩地层,设计载荷偏小;不合理的注水,加速套管的损坏;套管柱本身设计强度较低,射孔在一定程度上对套管的强度产生影响,加速了套管损坏;腐蚀使套管避变薄,甚至穿孔,降低套管强度,损坏套管;油层出砂、固升质量差、套管缺陷等造成的套管损坏。
造成套管损坏的因素很多,其中套管围压的增大是套管损坏的主要因素之一,因此我们很有必要对套管的围压进行分析。
最终本文在分析与研究了造成套管损坏因素的基础上,提出相应的套管损坏防治措施对套管损坏形式进行了分析研究;分析了在考虑与不考虑固井水泥石的情况下套管围压的计算方法;设计了完井井下管柱载荷试验台。
关键词:套管损坏;套管围压;应力分析Casing pipe damage mechanism and analysis of confining pressureexert on underground casingfirstly, the writer based on the fact that large number of casing pipe are damaged during working time. Obviously, it is a common problem which causes large amount of finance lost during the production procedure.It is necessary and urgent to analysis the mechanism of casing damage and confining pressure.Then the writer read some documents on this subject.Analysised the factors that could cause casing damage.Evaluated confining pressure and got the solution to the problem. Here are some factors that might be response to casing damage.1.unreasonable design of casing string (especially in salt bet and mudslide (shale) formation); 2.unreasonable water injection; 3.casing perforation; 4.corrosion; 5.sand problems, cementing quality and casing defect. According to a lot of theoretical research and practice has proved that due to increasing pressure casing tube casing damage is one of the main reasons. So the mechanism of damage to underground casing and confining pressure and stress analysis is essential.Finally,based on the factors that may cause casing damage,the writer gave some solutions to reduce casing damage. Then the writer designed a facility for casing damage and stress analysisSubject heading: Casing Failure;Confining Pressure;Stress Analysis目录目录 (1)第1章绪论 (1)1.1 课题目的与意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 毕业设计的主要内容 (3)1.4 毕业设计的主要方法 (4)第2章套管损坏因素及预防措施 (5)2.1 地质因素 (5)2.1.1 围岩压力 (5)2.1.2 泥岩膨胀和蠕变 (5)2.1.3 现代地壳运动、地震和滑坡 (6)2.1.4 油井出砂 (6)2.2 工程技术因素 (7)2.2.1 固井质量不好 (7)2.2.2 水泥返高不够 (7)2.2.3 套管质量不合格 (8)2.2.4 丝扣不密封 (8)2.2.5 施工不合理 (9)2.2.6 磨损 (9)2.2.7 注水压力变化 (9)2.3 其它因素 (10)2.3.1 射孔 (10)2.3.2 永冻层解冻和再冻结 (10)2.3.3 腐性 (11)2.4 套管损坏的预防措施 (11)2.4.1 提高套管抗挤压强度加强套管下井前的检测和保护 (11)2.4.2 防止注入水窜入软弱底层 (13)2.4.3 防止油层出砂 (14)2.4.4 防止套管腐蚀 (15)2.5 本章小结 (16)第3章套管挤毁理论基础和公式推导 (17)3.1 挤毁压力计算公式 (17)(1)屈服强度挤毁压力: (17)(2)塑性挤毁压力: (17)3.1.1 挤毁压力公式使用范围的确定 (19)3.2 套管挤毁压力公式的推导 (20)3.2.1 屈服强度挤毁压力公式 (20)3.2.2 塑性挤毁压力公式 (21)3.2.3 弹塑性挤毁压力公式 (22)3.2.4 弹性挤压公式的推导 (24)3.3 套管抗内压强度公式及其推导 (28)3.4本章小结 (29)第4章套管围压计算 (30)4.1 不考虑固井水泥石影响,弹性围岩中套管的围压 (30)4.2 考虑固井水泥石影响,弹性围岩中套管的围压 (31)4.3 本章小结 (33)第5章井下管柱载荷测试器说明书 (34)5.1设计说明书内容 (34)5.2井下管柱载荷测试器工作原理 (34)5.3 概述 (34)5.3.1 原始设计参数 (34)5.3.2 总体方案设计 (35)5.3.3 机械设计 (36)5.3.4 相关计算 (37)第6章结论 (38)致谢 (39)参考文献 (40)第1章绪论1.1 课题目的与意义石油油井在建井过程中都要下入一层或多层套管。
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。
临盘油田套管损坏机理及防治研究的开题报告一、选题背景随着全球油气资源的需求与供给矛盾加剧,油田开发难度不断增加,临盘油田作为我国海洋石油资源重要组成部分,在保障国家能源安全方面具有重要意义。
然而,在海洋环境恶劣、操作条件苛刻的情况下,临盘油井套管容易产生损坏,导致油气泄漏、环境污染、生产中断等问题。
因此,研究临盘油田套管损坏机理及防治对于保障海洋环境、提高油田生产效率、保障国家能源安全至关重要。
二、研究内容及目标本研究主要针对临盘油井套管损坏机理及防治进行深入探讨,具体包括以下内容:1.临盘油井套管损坏类型及机理分析。
通过文献资料调研和实地调查,总结套管损坏的基本类型和机理,为后续研究提供理论依据。
2.临盘油井套管损坏风险评估。
根据油井地质条件、井筒结构及操作工艺等因素,建立套管损坏风险评估模型,对临盘油井套管损坏概率进行预测和评估。
3.临盘油井套管损坏防治技术研究。
针对套管损坏机理及风险评估结果,探索临盘油田套管损坏防治的有效措施和技术手段,包括材料选型、初期保护、防腐涂层、监测预警和修补加固等方面,提高套管的耐损性和稳定性。
本研究旨在探索临盘油井套管损坏机理及防治,旨在为临盘油田的生产安全提供科学的理论基础和技术支持。
三、研究方法1.理论分析法。
通过文献调研和案例分析,总结套管损坏的基本类型和机理,并建立套管损坏风险评估模型。
2.数值模拟法。
通过有限元模型的建立,模拟套管在不同条件下受力的情况,对套管的稳定性进行评估和优化。
3.实验测试法。
采用实验测试方法,对材料的耐腐蚀性、力学性能和损伤评估进行实验验证,为防治措施提供依据。
四、预期成果及意义1. 建立临盘油井套管损坏风险评估模型,提高套管损坏的预测准确性。
2. 探索有效的临盘油井套管损坏防治技术,降低套管损坏率,提高临盘油田的生产效率和安全性。
3. 为临盘油井套管损坏的防治提供科学的理论基础和技术支持,对于我国海洋石油资源的开发和保护具有重要意义。
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。
油井套管损坏原因分析及修复技术摘要:在油田尤其资源开采中,油井套管损坏是一种较为常见也是较为严重的问题,基于此本文就针对油井套管损坏原因及修复技术进行分析,论述具体的油井套管损坏修复技术和防范措施,希望对实际的油井套管损坏有相应的处理效果。
关键词:油井套管;损伤处理;修复技术1.油井套管损坏原因分析1.1钻井施工质量导致损坏通过对已经破损的油井套管的调查和分析,发现50%的油井由于固井水泥没有及时返回到地表,从而引起了套管的回弹不足,从而引起了套管的破损,由此我们也了解到,在钻探工作中,会对油井地层产生一定程度的损害影响,有的甚至会引起上覆岩石的上涌、下覆岩石的下陷等,这些都会对油井的套管产生直接的损害,从而引起套管的屈曲、断裂等损害。
在钻井过程中,地层中存在着大量的地层压力,这些地层中存在着大量的地层压力,这些地层中的地层压力会随着地层压力的改变而改变,从而引起地层中地层压力的改变,从而使地层中一些比较薄弱的地层产生断裂,从而引起地层的损害[1]。
1.2钻井设计参数导致损坏在钻探项目中,必须对整体项目进行参量的设计和计算,参量的不合理会影响井筒本身的质量。
而给予油井井筒本身的构造影响,不同类型不同构造的油井套管所带来的作业也是不同的,现阶段油井套管的作用区别可以分为“直-增-稳”和“直-增-降”两种,第一种类在应用上易于控制,它对油田套管的作用也很少,而另一种则是作用很大,在实施时存在着很大的困难,很可能会导致施工失败和故障,破坏油田套管。
在垂直方向上,井倾斜的影响很大。
一旦出现这种情况,就会造成井斜情况的出现,这不仅会对后续的工作造成很大的干扰,而且还会造成很大的安全隐患。
定向井与水平井对井斜的要求是不一样的,一般都是较高的,如果井斜不达标,将会极大地影响到已经完成的工程的质量,极大地提高了工程的复杂度,同时也会威胁到井筒的安全。
2.油井套管损坏原因分析检测方法油井套管损坏的检测,有多种方法可用,其中包括电磁、涡流、超声波、机械电尾等多种方法,这些方法可以在应用的过程中,或通过直接检测或通过间接判断的方式,实现科学的问题检测和损伤分析,但上述的各种方法在检测的过程中,也存在一定的准确率不足的缺陷,因此本文认为应当通过各类检测测试技术,提升整体工作的效率和精准性,其中具体的技术方法如下所示。
套管损坏分析方法及预防措施摘要:在套损机理新认识的基础上,套管保护坚持“预防为主,防修结合”的工作方针,在套管防护和套损治理的实践中,不断总结经验、摸索规律,形成了一套从钻井完井、开发调整、生产管理、作业管理到套损井的报废更新等全过程的套管防护措施,使套损得到了有效的控制。
关键词:套损原因;预防措施中图分类号:tu74 文献标识码:a 文章编号:一、产生套损原因分析(1)油层出砂是造成油层段套损的原因(2)断层活动是引起套损的主要因素(3)高压注水及井筒漏失造成泥岩膨胀,引起套损;频繁修井作业和施工不当也是导致套损的因素。
(4)套管的质量问题,固井质量的不合格、腐蚀和射孔等也是导致套损的因素之一。
二、地应力平衡原理(1)整个地壳处于地应力平衡状态,当smx-smin大到一定数值时,地壳通过滑动的方式释放应力,使得应力重新平衡,油田构造整体上也处于应力平衡。
(2)地层中存在许多断层等不连续面,应力调整就是通过不同尺度的不连续面滑动进行调整。
油田套损就是地应力失衡调整的结果。
油田地应力失衡的尺度:单区块(单井)应力失衡导致区块成片套损或(单井损坏);在油田开发过程中,由于注水使得应力失衡导致套管损坏。
套损研究就是找到地应力失衡的原因。
正断层:逆断层:式中:sv-垂向应力;smx-水平最大应力;smin-水平最小应力;pp空隙压力;u-摩擦系数。
(3)套损研究技术流程和方法。
见图1。
图1总体技术流程及方法三、流程中的关键技术主要有套损形态分析技术、套损特征统计分析方法、套损地质模型建立技术、地应力控制套损分布模拟技术、开发控制因素分析方法、工程控制因素分析方法、套损力学模型建立技术、套损综合预防技术。
研究认为,出砂不是a油田套损的主控因素,泥岩水化是主控因素,在新认识的基础上,制定不同类型套损的预防措施。
3.1套损形态分析技术套损形态力学性质分类方法。
以前的套损分类比较混乱,没有以套损的力学性质为基础分类。
柳南区块套管损坏机理研究及综合治理技术
焦金生,焦光辉,薛 涛,朱磊磊
(冀东油田公司陆上油田作业区,河北唐海 063200)
摘 要:针对柳南区块开发中后期套管损坏较多,严重影响油田正常开发生产的情况,对该区块套管损坏的因素进行了分析,总结了套管损坏的规律,并对套管损坏修复和综合治理技术进行了研究和应用,使油井井况好转,区块开发效果明显改善。
关键词:套管损坏;机理研究;综合治理
中图分类号:T E358+
.4 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)16—0093—02 柳南区块构造复杂,断层较为发育,非均质性严重,特别是近几年加快了开发速度,油水井措施作业频繁,随着油藏采出程度的增加,油层动用程度提高,又造成地层出砂严重,部分油层经历多次射孔、挤封,极易造成套管破损变形。
同时随着开采方式的增加和改进,如负压采油、分采等,套损形势更加复杂,修井难度越来越大。
统计分析柳南区块共发生套管损坏井26口,占总井数28.6%,套管损坏严重影响了油田正常的生产。
轻者可使生产管柱不能正常下入,重者可造成油井套管外井喷,致使油井报废。
套管损坏使部分增产措施不能实施,尤其是部分主力油层段,严重影响区块的开发水平提高,造成局部剩余油暂时无法动用或相当长时间内无法动用,增加了油田稳产难度。
因此,加强油井套管损坏机理及治理技术研究,已成为目前油田面临的重要课题。
1 套损因素及机理分析1.1 地质因素分析
柳南区块断层的形成和发育主要受高柳断裂和柏各庄边界断裂的影响,断层十分发育,以拉张性正断层占优势,有部分张扭性断层,浅层及上部断裂相对发育,断层交割关系比较复杂。
断层或地层局部失稳,使地应力在井壁上集中作用,超过套管的承载能力时,导致套管损坏,损坏形式主要表现为剪切、挤扁和缩径。
柳南区块主要沉积相类型为曲流河点坝微相,砂体厚度大,非均质性较为严重,多个单砂体相互叠置,上下层之间主要为泥质砂岩所隔,由于泥质砂岩见水后发生蠕变将地应力作用于套管,导致
一些特定地层的套管极易被挤压损坏。
1.2 地层出砂因素分析
柳南浅层油藏明、馆两套储层成岩性较差,胶结物含量较低,胶结疏松易破碎,随着柳南区块进入高含水期而采用大排量提液后,增加了套损井的数量。
因为加大采液强度后,会引起地层压力的迅速降低,开采过程中井底油层产生较大激动,高含水对地层岩石的胶结物也有破坏作用,引起油层出砂严重。
从近几年柳南作业中发现80%以上油井发现出砂,砂柱高度从11.9米到410米不等。
随着出砂量的增多,井筒周围地层砂产出形成空洞,空洞上方的岩石和疏松砂层由于缺乏支撑而塌落,岩体进入新的平衡状态,油井可能继续出砂,如果地层砂没有及时补充过来,套管周围砂岩形成空洞,套管在砂层段外部约束减弱,为套管纵向弯曲创造了条件,由于砂岩油层塌陷和上部地层的沉降,在井筒周围发生复杂的岩层位移,使套管柱受到井壁压、塌、挤造成弯曲变形,甚至错断破裂。
1.3 井下作业因素分析
柳南区块曾经作为油田主力区块,封层补孔、卡水、防砂、提液等措施频繁,导致套管变形损坏。
井下卡水堵水施工,用封隔器或挤封进行封隔,封隔器坐封力和挤封里都会使套管内挤压力增大,易损坏套管;砂卡或井内落物,需要冲砂或打捞作业,频繁作业对套管造成损坏;射孔造成套管挤破或开裂,如果套管韧性较差时,会加剧套管的损坏。
柳南区块套管损坏点主要分布在Ng 、Nm 组主力小层的射孔井
93
2012年第16期 内蒙古石油化工
收稿日期5作者简介焦金生(—),男,河南巩义人,助理工程师,6年毕业于西南石油大学石油工程专业,获学士学位,现
在中国石油冀东油田陆上油田作业区采油一区担任地质师。
:2012-0-21
:1982200
段,占油层部位套管损坏的80%以上;柳南区块挤封、酸化等作业次数多,75%以上套管损坏井实施过挤封作业,最多一口井历史作业挤封过7次。
2 套管损坏的综合治理技术
为了提高柳南区块储量的控制和动用程度,对区块的套管损坏井进行潜力论证,针对造成套管损坏的原因,实施了针对性的措施方针,常用的套管损坏综合治理的技术主要有解卡打捞、钻塞套铣和老井侧钻等。
2.1 解卡打捞
由于地层出砂或套管变形,导致井筒内的双卡管柱、桥塞、分采管柱等用常规动力无法打捞的情况。
L102-4井2010年4月在补孔作业中,起原井管柱时,出现遇阻现象,活动400KN-500KN,原井管柱拔脱,造成井下落物,使该井主要潜力层NmⅢ12 -1小层的28#层无法正常生产。
为生产该潜力层,作业队大修捞出井内全部落物,下笔尖探砂面1725. 80m冲砂至1876.73m,钻开1876.73m和1913.66m 两处灰塞,下D150mm铣锥及D152mm套铣筒修套,打印,下桥塞专用捞筒捞出井内两个桥塞,下D150mm通井规通至2066.03m,起出完好。
全井段化堵,下桥塞卡封36#层,油管输送127枪127弹射孔28#层,油层中部压力17.13MPa,初期日产油18. 6t,含水1.6%,增油效果明显,阶段累计产油3270t。
2.2 钻塞套铣
采用各种钻头、磨铣鞋、套铣筒等硬性工具对被卡落鱼进行破坏性处理或对套变井段进行修套,如对电缆、钢丝绳、下井管柱及工具进行钻磨、套铣,清楚掉阻卡处的落鱼,对套管变形扭曲井段进行修正,使得作业工具可以顺利的通过。
LN3-6井由于多次射孔,井径测井显示在套管9#层段存在严重的扭曲变形,工具无法正常下入,为确保下步补孔作业顺利实施,作业队下D110mm铣锥铣锥+D114mm铣棒磨铣至1626.19-1630.0m,查D110mm铣锥磨损,最小外径D108mm;D114mm铣棒磨损最小外径D107mm,下D110mm通井规至深度1932.37m,中途无阻。
油管输送89枪补孔12#、14#层,初期日产油8.3t、含水77.6%,达到措施预期效果,阶段累积增油900t。
2.3 老井侧钻
利用定向工具及钻具,在原井眼段的一定深度内按照预定的方位进行测斜钻井,避开下部井眼和套管,重新开辟出新井眼,根据设计的轨迹钻进,控制井眼轨迹中靶,下入新套管固井。
该技术在原井眼地面位置不变,对下部实施侧斜钻进,形成新的井眼。
因侧钻成本费用较高,该技术主要运用在老井井筒存在严重的套管破损变形,修补后无法满足正常的生产,且套变位置以下具有可观的剩余油潜力。
L125-4井在1863m处存在严重的套变且地层出砂严重,井区目前没有其它油井控制,根据该井历史及邻井生产情况分析,NgⅢ油组剩余油潜力较大(表1),研究决定利用该井向北东方向进行侧钻。
侧钻后电测解释油层35.4m/11层,投产初期日产油10.7t,达到产能设计要求,阶段累计产油1580t。
表1 柳125-4井区储量动用情况表
油组
含油面积
(km
2
)
地质储量
(×10
4
t)
采收率
(%)
可采储量
(×10
4
t)
累计产油
(×10
4
t)
剩余可采储量
(×10
4
t) NgⅢ1-20.0711.7133.6 3.930 3.93
N gⅢ30.07 5.7833.6 1.940.75 1.19
NgⅢ4-20.020.7333.60.250.080.17
NgⅢ5-10.09 2.1433.60.7200.72
合计0.3620.3633.6 6.840.83 6.01
3 结论
总结了柳南区块套管损坏的机理,找出了套管损坏的主要原因,为该断块井况防治技术的实施提供了参考的依据。
实施解卡打捞、钻塞套铣和老井侧钻等套管损坏综合治理技术,油井生产可以达到恢复生产的效果。
套管损坏治理是一项系统工程,只有综合应用系列套管损坏预防措施和治理措施才能延长油井寿命,恢复油井生产,提高油田综合开发效果。
[参考文献]
[1] 万仁溥.油水井大修工艺技术[M].北京:石油
工业出版社,1998:156~172.
[2] 杨良杰等.冀东油田套管损坏机理及防治措施
[J].石油工程建设,2005年5月:72~76. [3] 王娟等.疏松砂岩地层出砂对套管损坏的研究
[J].石油矿场机械,2007,36(7):15~18.
[4] 魏冰,李增仁等.套管损坏原因分析及防治措
施[].河南石油,1999,13(4):32~34.
94内蒙古石油化工 2012年第16期
J。