套管损坏机理及预防措施研究

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。

地应力与套管损害机理1. 引言套管是油气井中的重要组成部分，起到固定井底和井壁、传递地应力、防止井筒塌陷、隔离地层等作用。

然而，在钻井和完井过程中，套管可能会受到各种力学和地质因素的影响，导致套管的损害和失效。

本文将深入探讨地应力与套管损害的机理。

2. 地应力的来源地应力是地球内部的应力状态，是由地球体积收缩、岩石变形、板块运动等因素引起的。

地应力可以分为水平应力（SH），垂向应力（SV）和径向应力。

水平应力主要是指垂直于井壁的应力，而垂向应力则是指井筒轴向的应力。

地应力的大小和方向对套管的稳定性和损害机理有着重要影响。

3. 套管受力与损害机理套管在钻井和完井过程中受到多种力学和地质因素的作用，如地应力、井液压力、井温变化等。

这些力学和地质因素可能导致以下几种套管的损害机理：3.1 套管破裂当地应力和井液压力超过套管的承载能力时，套管可能发生破裂。

破裂可能导致井内外介质的交流，增加地层压力，甚至引起井喷事故。

3.2 套管疲劳地应力的周期性变化以及井液的冲刷作用都会导致套管的疲劳损伤。

套管中的应力会随着时间逐渐积累，当应力达到一定程度时，套管可能发生疲劳断裂。

3.3 套管腐蚀井液中的化学物质和地层流体中的溶解物质都可能对套管产生腐蚀作用。

腐蚀会降低套管的强度和耐久性，增加套管失效的风险。

3.4 套管压缩和塑性变形地应力的作用下，套管可能会产生压缩和塑性变形。

这种变形可能导致套管的内外径变化，使得套管无法保持正常的运行状态。

3.5 套管温度变化带来的应力井温的变化会导致套管发生热膨胀和热应力，从而影响套管的完整性和稳定性。

4. 套管损害预防措施为了减少套管的损害，有以下几种预防措施：4.1 合理选择套管材料和规格根据地应力和井况条件，合理选择套管的材料和规格，确保套管的强度和耐久性足够满足井内外的力学和地质要求。

4.2 优化井筒设计和完井工艺在井筒设计和完井工艺中考虑地应力和井液压力对套管的影响，通过合理布置钢管支撑和井壁加固等方式，增加套管的抗压能力和稳定性。

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。

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。

江汉油田油井套管损坏分析及预防对策江汉油田开发中、后期，受套管工作年限、含水上升、高矿化度及地层出砂影响，套管损坏已经成为影响油田持续稳定开采的一大难题。

本文通过对大量套管损坏数据统计分析，确定造成江汉油田套管损坏的主要原因，为套管损坏预防提供对策。

标签：江汉油田;套管;损坏原因;预防对策1 概况潜江凹陷属典型的内陆断陷盐湖盆地，区内构造发育，地质情况复杂，地层水矿化度极高。

随着油田开发进入中、后期阶段，储层渗透性差、能量下降，油井动液面深，套管变形、腐蚀损坏严重。

通过对江汉油田近年来96口套管损坏井统计发现，损坏量呈逐年增加趋势，套管损坏又引发井筒出砂、水淹、卡管柱等问题，套损井治理非常复杂，平均作业时间超过15天，消耗大量资源，对油田高效开发和降本增效带来巨大挑战。

2.江汉油田油井套管损坏的主要原因一般研究认为，形成套管损坏的因素有地层胶结差、泥岩膨胀、套管强度低、增产措施不当、井液腐蚀、地震、固井质量不合格等。

在对江汉油田套管损坏状况进行统计分析过程中，发现固井质量、套管质量、井液腐蚀是造成该区域套管损坏的主要原因。

2.1 固井质量影响固井质量是造成油井套管损坏的主要原因。

通过对江汉油田套管损坏井固井质量统计情况看（见图1），套管损坏位置发生在固井水泥环以上的占97.9%。

固井质量差主要表现在水泥胶结质量差、水泥环连续性不好，水泥固井质量不良等。

使套管与地层井壁之间没有形成可靠封隔和牢固支撑，套管受到非均匀载荷，局部应力集中变形;或地层流体直接接触套管外壁，腐蚀损坏。

江汉油田生产井固井水泥返高普遍未达到地面，多数仅满足封隔生产层位的基本要求，统计套管损坏井的平均水泥返高在1546米，平均套管损坏深度在898米。

2.2套管质量影响钢级低、管壁薄造成套管损坏的又一主要原因。

通过对江汉油田套管损坏井套管情况统计看，发生损坏的套管中，钢级全部为N80/J55，壁厚7.72mm的套管占94.8%，9.17mm壁厚的套管段很少发生损坏。

热采井套管损坏机理及预防技术措施综述作者：张铎远来源：《科技资讯》 2015年第2期张铎远（中国石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院山东东营 257017）摘要：据科学数据统计，我国已成为世界第四大稠油生产国。

所产石油量约占全世界总石油资源的25%～30%。

油田稠油资源量丰沛集中在个别城市地区，在我国石油产量中占有相当大的比重。

稠油主要采用热力开采的方法，可分为蒸汽吞吐开采、蒸汽驱开采和蒸汽辅助重力驱等，受高温影响，热采井的套损现象十分突出。

该文详细介绍了稠油热采井套管损坏的原因以及预防套管损坏的技术措施，为稠油开采提供技术指导。

关键词：稠油蒸汽吞吐蒸汽驱套损中图分类号：TE345文献标识码：A文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0070-011 热采井套管损坏原因分析破坏性因素导致套管损坏，这些因素既是源于材质内部结构的原因，同时也受物理上力学因素的影响。

相对于注蒸汽热稠油井的开采来说，损坏原因更为复杂，其特殊性在于承受注蒸汽引起的热能未及时处理问题，如高热现象状态下致使套管损坏、热能产生的蒸汽吞吐过程中形成的残余物理因素、高热现象状态下致使水泥环滑脱、过量开采油层导致出砂损耗过大等都有可能导致套管损坏。

归结起来主要有以下几个方面。

1.1 井区稠油开采引起的高温变化是套管损毁的主要原因大部分地质矿藏研究者认为高温作用是导致套管工作效能下降并且使用寿命减少的重要因素之一。

如果没有在油层段上端采用有效的热处理及隔热防辐射装置，或者让封隔器失效高温蒸汽直接与套管柱相接触，那么在处于高温状态时，套管工作效能会降低，导致抵抗外载的功能也减弱甚至失常。

据科学数据统计，以N80套管为例，当它在高温变化巨大的情况下，抵御外载的工作效能会减弱18%，弹性模量减弱约38%，抗拉强度降低7%[1]。

1.2 稠油油井存在的问题大部分稠油油井都存在出砂的问题。

在矿工挖掘油井时，油层极易出砂。

四处飞溅的岩砂粉末飞入稠油井内，致使这一阶段的砂层所覆盖的套管处于亏空状态，情况相当危险。

国内外油田套管损坏机理分析摘要：目前国内外很多油田都不同程度的存在套管损坏，随着油水井服役时间的延长，套管损坏率也不断增加，影响了油田的生产和效益。

分析认为套损机理主要分为地质因素和工程技术因素两类。

本文全面分析介绍了目前国内外油田影响套损的机理。

关键词：油田套管损坏套损机理地质因素工程技术因素地层的非均质性、地层断层活动、岩石性质、油层倾角、地震活动等地质因素是导致油水井套管损坏的客观条件，严重威胁油田的稳产。

注水、酸化压裂、固井质量、套管材质、套管伸缩等是引发地质因素产生破坏性地应力的主要原因，因此，这些因素综合作用便出现了套损井或套损区块。

套损不仅对油田的开采造成困难，增加开采成本，甚至可以导致油井报废。

为此本文全面介绍分析了目前国内外油田影响套损的机理研究，有助于指导预防和延缓套损发生，延长油、水井寿命。

1、国内外影响套损井的地质因素分析1.1 地面下沉及油层压实由于地面下沉及油层压实造成的套损主要发生在产层、超压负荷或超压层附近的层内。

在垂直应力作用下使套管周围岩石压实，导致应力发生变化，从而使套管发生弯曲或错断。

1.2 断层复活造成套损油田开发过程中原始地层压力发生变化，断层被诱发复活引起岩体力学性质和地应力改变，注入水侵蚀后发生成片套损区。

当注入水进入断层接触面后，造成接触面泥化使其内摩擦系数减小，从而导致套损发生。

一个区块被多条断层切割，且标准层和断层面都形成大范围的浸水域时，在区块压差的作用下，将导致成片套损的出现。

1.3 地震活动造成套管损坏较严重的地震可产生新的构造断裂和裂缝，使原生构造断裂和裂缝活化，因此地震引起地应力变化导致套管损坏的现象在国内外大量出现。

如美国威名顿油田在1951年的地震造成17口油井套管损坏，其直接原因是岩层产生水平位移，使套管严重弯曲变形，甚至剪切错断。

1.4 泥岩吸水蠕变和膨胀造成套管损坏泥岩的不稳定，会给吸水蠕变和膨胀造成套管等造成一定的影响，尤其是温度全面升高的时候，由于注入了一定的水质造成泥岩层改变泥岩的力学原理，发生不同程度的改变，从而影响到套管会被挤压变形乃至错断。

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。

油田开发过程中套管损坏预报方法及应用研究的开题报告题目：油田开发过程中套管损坏预报方法及应用研究一、研究背景和意义套管作为油田开发过程中最基本的井下设备之一，其在井下承受着巨大的负荷和作用力。

常常受到化学、物理、机械等多种因素的影响，造成损坏或破坏，严重威胁井下作业人员的安全以及正常的生产作业。

因此，如何开发有效的套管损坏预报方法，及时排除风险，成为了油田开发工作的重要课题。

近年来，随着计算机科学技术和数据挖掘技术的发展，以及精细化管理的需求不断提高，研究套管损坏预报模型以及预测模型的精度和准确性显得尤为重要。

通过基于数据挖掘技术的套管损坏评估和预报方法，不仅可以快速高效地获取大量数据，同时还能提高研究结果的准确性，并对油田的生产效率和开发成本产生巨大的影响。

因此，本文将在对套管损坏原因进行全面分析的基础上，开发出一种基于数据挖掘技术的套管损坏预报模型，并将其应用于实际油田开发过程中，以期为提高油田开发成本和效率做出更多的贡献。

二、研究内容和方法1. 基于风险分析的套管损坏原因分析：通过分析套管损坏的原因和机理，从化学、物理和机械三个角度出发，对套管损坏进行全方位分析和阐述。

2. 数据挖掘和机器学习：通过对大量数据进行挖掘和分析，抽取有效信息建立套管损坏预测模型，提高预测精度和准确性。

3. 实际应用验证：将研究得出的套管损坏预测方法应用于实际油田开发过程中，验证其有效性和可行性。

三、预期成果和意义1. 研究得出一套基于风险分析和数据挖掘技术的套管损坏预测模型，并在实际应用过程中得到验证。

2. 提高套管损坏预测的精度和准确性，从而减少由套管损坏导致的生产停滞和井下人员安全问题。

3. 对于油田开发过程中套管安全和管理提供科学依据和具体措施，为提高油田开发效率和降低成本提供参考。