盐间泥质白云岩油藏套损原因分析

第２１卷第３期　江汉石　油科技　

２０１　１年９月　ＪＩＡＮＧＨＡＮ　ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ　ＳＣＩＥＮＣＥ　ＡＮＤ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖ０１．２１　Ｎｏ．３　

Ｓｅｐ．２０１１　

盐间泥质白云岩油藏套损原因分析　

刘昌林　

（江汉油田分公司江汉采油厂）　

摘要：套管的寿命是决定油水井寿命的重要因素之一，套管损坏带来诸多影响：一是导致油　

水井无法正常生产和注水，影响生产的正常运行；二是导致油田注采井网布局不合理，开发效果变　差；三是导致的串漏可能破坏储层，进一步增大开发难度；四是打更新井或者大修，增加开发成本，　

使开发效益变差。潜江凹陷潜江组盐间泥质白云岩油藏套管损坏尤为严重，本文就对该区的套管　损坏情况进行分析和探讨，并提出了改进的措施建议。　

关键词：盐间泥质白云岩；套管；套管损坏；盐岩　

潜江凹陷潜江组盐间泥质白云岩油藏分布广　泛，分布面积达１８００ｋｍ　，据三次资评研究结果，潜　

江凹陷盐间泥质白云岩生油量４３￣１０　ｔ，是江汉油区　最大的接替资源。但由于盐间泥质白云岩油藏储层　

岩性的特殊性，生产井套管损坏严重，制约了盐问泥　质白云岩油藏的有效开发。历史上共在潜二段、潜　

三段和潜四段盐间泥质白云岩油藏投入试油试采及　注水井共４３口，随着开发时间的延续，油水井井况　

日益变差，套管损坏现象越来越严重，严重影响了井　区的正常生产，并给后续开发调整带来极大的影响。　

截止２０１０年５月，仅有８口油井生产，日产油仅８ｔ，　其中王四１２—２井区７口，王北１１—５井区１口，８口　生产井中井况有问题井４口。因此，如何延长盐间　

泥质白云岩油藏生产井的套管使用年限成为当前急　需解决的问题。　

１套管状况　

从上世纪七十年代开始，就对王场地区的盐间　

泥质白云岩油藏进行过采油和注水开发。本文对历　史上生产过盐间泥质白云岩油藏的４５口生产井的　

套管状况进行统计，其中潜二段盐间６口，潜三段盐　

间２８口，潜四段盐间１１口，未发现套管损坏井共　１６口，占统计井的３５。６％；套管损坏井共２９口，占　

总井数的６４．４％。２９口套管损坏井的套管平均使　用时间为５５７天，最长２１９０天，最短为投产时即出　

现套管损坏。　２套管损坏特征分类　

套管损坏以套管变形为主，２９口套管损坏井中　

有２４口为套管变形，占套管损坏井数的８２．８％；少　部分套管损坏井为套管漏失，共有套管漏失井５口，　占套管损坏井的１７．２％。　

２．１套管变形部位　在统计２４口套管变形中，其中１７口井的套管　损坏段在油层生产井段内，岩性以盐岩、白云岩泥　

质、泥岩、钙芒硝泥岩为主，有４口井的套管损坏段　在油层射孔井段以上，３口井的套管损坏段在油层　

射孔井段以下．但是，套管损害点在射孔井段以上或　者是以下的井，损害点距离射孔段都较近，一般只有　

１５—３０ｍ左右。因此总的分析来看，套管损坏的位　

置主要集中在射孔段附近。套管变形的岩性主要以　盐岩、自云质泥岩、钙芒硝泥岩等可塑性岩类为主。　２．２套管漏失部位　在统计井中，有５口套管漏失井，套管漏失段均　

在水泥返高以上的未固井段。　

２．３套管损坏区域　王四１２—２井区套管损坏是最严重的一个区　

域，该区统计的２５口油水井中，有１９口井套管有不　同程度的损伤，占了该区的７６％，比平均的套损率　

６４．４％高出了１１．６个百分点。　

作者简介：刘昌林，男，国家注册安全工程师，２００３年毕　业于吉林大学地质系，现在江汉采油厂地质研究所工作。

　第３期　刘昌林：盐问泥质白云岩油藏套损原因分析　・５５・　

３套管完好井分类　

４５口生产过盐间泥质白云岩油水井中共有１６　

口井未发现套管损坏，主要有以下两种类型井：　３．１　近年新投或新转采盐间的油井　１６口未出现套管损坏井中有１２口井是２００６　

年以后投产的新井与转采盐间泥质白云岩的老井，　

生产盐间时间短。另外，由于单井产量低，累积产油　量少，对地层的破坏小，套管使用年限较长。比如王　

四１２—２井区６口套管未损坏的井有２口是２００８年　新投的井，有１口井裸眼，但是作业时遇阻，并带出　

块状岩石。　３。２注水井　未出现套管损坏井中有４口为注水井，均是未　进行作业检查，套管状况不清楚，目前归入未套损。　比如王四１２—２井区６口套管未损坏的井有３口是　

２００５年以后投注或者转注的井。　

４套管损坏原因分析　

套管的损伤不是单纯的某一个原因引起的，它　是一个相对复杂的因果关系。有地质构造的因素，　

有设计的原因、有钻井、下套作业、固井、射孔、压裂、　酸化、维护作业等的影响，也有后期生产的影响，这　里主要是从显性因素进行对比分析。　４．１地质因素　盐间泥质白云岩复杂的地质条件是造成套管损　坏的一个重要原因，主要表现在以下几方面：王场背　

斜的盐间泥质白云岩油藏在车挡断层附近，背斜轴　面直立，走向ＮＷ向，两翼倾角上陡下缓，地层倾角　１０。￣７０。不等，枢纽主体向Ｎ７￣－倾伏并稍有起伏，倾　伏角５。～１０。不等，王场背斜是一个典型的在盐底　

辟作用下形成的生长背斜。初期的地质工作者给盐　

间泥质白云岩油藏定名为油浸泥岩裂缝油藏，断层　和扭曲跟它有着很密切的关系。　

王场背斜的高陡构造、大倾角、高地应力地层是　引起套管损坏的一个重要因素。在统计４５口井中，　

王四１２－２井区占了２５口井，而该区有１９口套管损　坏的井，套损率达到了７６．０％。比平均的套损率　

６４．４％高出了１１．６个百分点。表明套损与构造具　有直接关系。王场背斜靠车挡断层附近的地层倾角　

一般在７０。左右，靠北边的地层倾角一般在４０。左　

右。因此车挡断层附近地层更陡、倾角更大。地层　

在重力作用下倾斜底层沿底层倾斜面有下滑趋势，　当地层倾角大于岩石内摩擦角时，倾斜地层沿地层　

倾斜面下滑，给阻挡地层下滑的套管施加剪切力，损　坏套管。　４．２盐岩蠕动导致套管损坏　

从盐间泥质白云岩油藏统计的套损井损害的岩　

性分析，储层岩性主要为盐岩、白云质泥岩、钙芒硝　泥岩等，这类岩性为可塑性岩类。见水后，易泥化，　

加剧蠕变变形，引起非均匀外载导致套管损坏，据研　究资料表明，江汉盆地岩盐开始塑性流动的井深在　

１１００ｍ以下，盐间泥质自云岩油藏套管损害主要集　中在该井深以下，可塑性岩的塑性流动是泥质白云　

岩油藏套管损害的一个重要原因。　借鉴前人对王场油田套管损坏机理的研究，计　

算表明，盐岩层厚度对套管的强度有显著影响。当　盐岩层厚度小于４ｍ时，套管相当应力水平基本保　持不变，作用于套管上的围压不会导致套管的强度　损坏；当盐岩层厚度介于４～６ｍ之间，套管相当应　

力水平迅速增加，当盐岩层厚度达到７．７ｍ时，套管　相当应力为盐岩层厚度１～４ｍ的２．３４倍（表１、图　

１）。而王场背斜盐间泥质白云岩油藏的盐韵律非　常发育，单层厚度可达２０—３０米，因此说盐岩等可　

塑性岩类的塑性流动是造成该区套管受损的一个重　要原因。　４．３　井漏、井溢间接的影响了套管的使用寿命　大部分井钻至盐间储层，特别是钻至潜二和潜　

三段韵律时，均会发生井井漏、井溢等，对盐间储层　造成极大破坏，目前的钻井施工工艺不能完全满足　该区这种复杂条件下的要求，几乎在该区遇到井漏、　

井溢的井中，都没有能提前做到完全掌控的局面，都　是出现了异常情况，再去处理，在处理过程中造成井　

眼不规则，易形成大肚子，为后期固井等施工带来影　响，从而间接的影响了套管的使用寿命。但是王场　

背斜发育的断层裂缝的确使钻井对井漏、井溢的控　制难度增大。例如王４斜１０—８井在潜江组的潜二　

段至潜三段地层里发生井溢，井口套压最高达到了　

表１套管相当应力　・５６・　江汉石油科技　第２１卷　

‘ｏ　罩　Ｒ　

÷ｍ　

扭　

盐岩层厚度／ｍ　

图１王场油田套管相当应力与盐岩层厚度关系曲线　

１８．４５Ｍｐ，溢速平均３．０ｍ　／ｈ，钻井液密度１。２３ｇ／　ｃｍ　。而在距离低部位４００ｍ的王４斜ｌ０—７井则在　潜一段至潜三段发生严重的井漏。因此该区的井漏　和井溢防不胜防，地应力的不均衡加剧了生产盐问　

井的套管损坏速度。　４．４工程因素　（１）固井质量差导致套管受损，影响正常生产。　影响套管变形的一个重要原因是固井质量差，导致　

套管内外承压不均造成套管变形，严重的影响了后　期生产。例如像王云３斜一１５—２井因为固井质量不　合格，导致了套管受损，射孔后大量的出块状岩石以　

及砂和泥，根本不能正常生产。　（２）盐间泥质白云岩油藏套管设计的强度达不　

到要求。目前盐间泥质白云岩油藏常用的套管以　Ｎ８０和Ｐ１１０，壁厚９．１４ｍｍ或者７．７２ｍｍ为主；也有　

少量其它壁厚的套管。Ｎ８０有二种型号，Ｎ８０壁厚　９．１４ｒａｍ抗挤毁压力为６０．９ＭＰａ，Ｎ８０壁厚７．７２ｒａｍ　抗挤毁压力为４３．３ＭＰａ，Ｐ１１０壁厚９．１７ｒａｍ抗挤毁　

压力为７６．５ＭＰａ。盐问泥质白云岩油藏因为套管损　害严重，很多老井眼与新井眼的距离不足百米，但是　

新井下的套管没有吸取已经套损井的经验教训，仍　然采用以前的设计要求或者说变化不大，最终的结　

果是新钻井在生产不长时间就损坏了。　

另外一个原因是盐间泥质白云岩油藏的套管设　计难以把握。以王４斜１Ｏ一８井来说，该井在潜二段　和前三段的韵律层里溢流，井口套压最高为１８．　

４５ＭＰａ，泥浆密度为１．２６ｇ／ｃｍ　，井深在１５００ｍ左　右，江汉盆地潜江组上覆地层载荷压力为０．２４ｇ／　ｃｍ２　ｍ。因此该井的地层孔隙压力最少为３７ＭＰａ，　加上上覆岩层压力以及其它作用力，挤毁压力应该　

在７０ＭＰａ以上。如果是按照设计原则，该井段套　管，挤毁压力应该达到１００ＭＰａ左右。而且整个区　

域都应该按照这个最高标准去设计套管。但是该井　周围其它井没有出现过怎么严重的情况。而且同期　

钻井的低部位４００／１１处的王４斜一１０—７井从潜一段　

至潜三段出现了严重的井漏现象。因此说明该区的　裂缝异常发育，对套管的设计提出了更高的要求。　

（３）射孔、压裂和酸化等措施或者常规作业后　降低了套管的抗挤毁强度。在２４口套管变形的油　

水井中，变形位置主要集中在射孔井段附近。江汉　目前使用１０２弹（最大穿透０．８ｍ），１６孑Ｌ／ｍ。油水　

井射孔后，降低了套管的抗挤毁强度，加剧了套管的　

变形；另外压裂、酸化等措施或者常规作业后降低了　套管的抗挤毁强度，缩短了套管的寿命；经过后期措　

施改造后，使人造裂缝跟天然裂缝连接后，造成地层　

孔隙压力发生变化，对套管损害程度增大。　４．５套管损坏的其他因素　

套管质量或作业过程中的人为损坏，主要表现　为套管检测要求不严，致使少数带伤的套管人井，如　

王云ｌ１井投产后发现井口至８．０２ｍ有漏点；另外，　

施工时操作不当引起套管损伤，如王云斜１６由于井　口套管胶皮处漏，投产后井口附近地面返油。　

５认识与建议　

鉴于盐间盐间泥质白云岩油藏盐膏层的蠕变和　

对套管的腐蚀特点，要避免或者减少复合盐膏层段　

的套管损坏，除了工艺措施、生产管理外，

主要应该