第八篇 套管修理(修改).doc

第八章 套 管 修 理 §8—1套管损坏的原因及预防 一、套管损坏的原因 套管损坏大致分为变形、破裂、错断和腐蚀穿孔。发生的原因分为地质因素、工程技术因素。 （一）地质因素 1．地层的非均质性： 2．地层(油层)倾角：陆相沉积的油田，储油构造多为背斜和向斜构造。 3．岩石性质：沉积构造油气藏的储油岩石多为砂岩、泥砂岩、泥质粉砂岩。 4．断层活动：在注水开发过程中，由于断层附近是地应力相对集中的地区，剪挤套管。 5．地震活动：地球是一个不停运动的天体，地下地质活动从未间断。 6．地壳运动：地球在不停的运动，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。 7．地层腐蚀：浅层水(300m以上，浅层无水泥固井)在硫酸盐还原菌的作用会引起套管的腐蚀。 （二）工程因素（地质因素往往在外因的引发下成为主导因素） 1．套管材质问题 2．固井质量问题 3．完井质量 4．井位部署的问题 5．开发单元内外地层压力大幅度下降问题（打加密井或调整开发方案引起地层压力大起大落） 6．注入水侵入泥页岩的问题（引起岩体膨胀、变形、滑移） 7．注水不平稳问题 8．注水井日常管理问题 二、套管损坏的类型：划分为套管变形、套管破裂套管错断种类型。 2）套管挤扁变形损坏：凡是由于套管外挤压力大于套管内压力造成套管纵断面由于四周受力不均匀而变成不规则形状的损坏，称为套管挤扁变形。 3）套管弯曲变形损坏：由于轴向应力作用不均匀所造成的套管轴线发生弯曲变形，叫做套管弯曲变形损坏，简称弯曲变形。如图7—2所示。 （二）套管破裂损坏：受压裂高压或作业因素所产生内力作用造成破漏。如图7—3所示。 1．微缝：裂缝不易被发现，只能看到轻微的裂纹。特点：当套管内压力升高时，裂缝撑大变成张开裂缝；当井内压力降低后，裂缝又闭合变成裂纹。如图7—3a所示。 2．裂缝：在井筒内承受压力的情况下，套管出现裂缝，当井筒内压力增大时，裂缝张开程度也增大。套管的这种损坏叫作套管裂缝损坏。如图7—3b所示。 3．裂洞：当套管发生了裂缝损坏后，经过长期作用或者破坏腐蚀，裂缝增大变成长条或圆洞状的破损。这种现象叫套管裂洞损坏。如图7—3c所示。 （三）套管错断损坏：是指套管在轴向(铅垂方向)发生断裂、在径向(水平方向)发生位移的双向叠加变形，造成套管破裂，简称套管断错破漏。如图7—4所示。 1．套管断裂，没有移位(图7—4a)。主要是轴向应力不平衡所造成的。 2．套管折断并有轻微位移(图7—4b)。是轴向应力和径向应力共同作用的结果。 3．套管严重断错（图7—4c）。套管轴向断裂且径向位移很大。 4．复杂断裂，但没有径向位移（图7—4d）。 5．复合断错（图7—4e）。指套管在轴向应力与径向应力错综复杂地作用下，在轴向与径向方向上都产生严重位移的现象。 （四）腐蚀性破漏：多发生在水泥返高以上的套管，由管外硫化氢、水等腐蚀性物质引起。 1．腐蚀及其分类 1）腐蚀：是指金属表面与周围介质发生化学或电化学反应而受到破坏的现象。如P表7—1。 二、套管损坏预防措施 1．防止注入水窜入软弱夹层 2．维持合理的注采压差 3．防止油层出砂 4．防止套管腐蚀 1）保护层法：指金属表面生成一层致密的不易腐蚀的物质，从而将金属与外部介质隔开来，使金属免遭腐蚀的一种方法。常用的有涂层、衬里、金属保护层、钝化膜等。 2）阴极保护法：将被保护的金属作为腐蚀池的阴极或电解池的阴极而不被腐蚀，所以叫阴极保护法。有两种：一种是牺牲阳极保护法；另一种是外加电流法。 （1）牺牲阳极保护法：将活泼金属或其合金连在被保护的金属上，形成一个原电池，此活泼金属作为电池的阳极而被腐蚀，基体金属作为电池的阴极而受到保护。一般常用的牺牲阳极材料有铝、锌及它们的合金。 （2）外加电流保护法：是将被保护的金属与另一附加电极作为电解池的两极，被保护金属作为阴极，这样就使被保护金属免受腐蚀。埋入地下的管道常采用这种方法防腐。 3）缓蚀剂法：凡添加到腐蚀介质中能有效地阻止或降低金属腐蚀速度的一类物质统称为缓蚀剂或腐蚀抑制剂。 5．改进射孔对套管损害的措施 6．对下井套管要进行严格质量检验 7．改进套管柱设计方法 8．提高套管抗挤强度 9．在套管上设置“安全阀” （l）引鞋 (套管鞋、浮鞋) 作用：是引导套管入井，防止套管插入井壁或刮削井壁。常用的引鞋包括：引鞋、浮鞋、差压灌注鞋。引鞋上有一孔口，完井液和水泥浆等液体可从中自由流通。浮鞋中有个回压阀，它允许完井液和水泥浆从套管鞋内泵出，而阻止其从井底流入套管内。当钻机的承载能力不能完全承受管柱重量时，其作用能使套管“浮” 在井中。 （2）浮箍 (回压阀) 主要作用：