套损机理和防治措施研究.doc

套损机理和防治措施研究 　　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)01-0173-01 　　 　　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。此外，对于出砂严重的油田，套管损坏多位于出砂层位和油层构造的顶部区段。总体来说，套损基本上都位于开采油层中和集中在油藏顶部的附近。 　　 　　4、套管损坏的预防措施 　　 　　4.1注水是导致套管损坏的重要原因之一 　　4.1.1确定合理注水压力。确定注水压力上限的一个重要指标是不得超过岩石的三轴应力状态下的极限强度。确定注水压力时，应该尽可能地考虑注水压力对岩石极限强度的影响。可以通过室内实验确定对应岩层破裂时的极限注水压力。注水压力只能低于该极限压力，绝对不能超过该值，否则很容易导致套管损坏。 　　4.1.2防止注入水进入软弱岩层。高压注入的水进入软弱岩层接触面引起地应力变化会造成套管损坏。注入水窜入软弱岩层，除地质因素外，主要是由工程因素引起的，在工程中要防止注水窜入软弱夹层方法有：(1)提高固井质量保证层间互不相窜；(2)注入压力限制在地层微破裂以下；(3)压裂改造时防止垂直裂缝延伸到软弱夹层；(4)用声波变密度测井来检查固井质量；(5)合理设计注采井网。 　　 　　4.2提高套管抗挤强度。提高套管抗挤强度主要方法有(1)加强套管下井前的检测和保护；(2)采用高强度套管；(3)改进套管设计；(4)采用厚壁套管；(5)采用双层组合套管；(6)改善射孔工艺、减少射孔对套管抗挤压强度的影响。 　　 　　4.3提高固井质量和采取合适的酸化工艺防止套管渗漏或窜槽。保证固井质量合格是防止套损的重要措施之一；另外采取合适的酸化工艺减少套管外窜槽也很重要。 　　 　　4.4合理选择射孔段位置和厚度。避免在含薄泥岩层的油层射孔，避免射孔段与软弱岩层窜通。 　　 　　5、套损修复技术 　　 　　5.1套变和套损井的整形技术。套管整形技术是应用机械方法或者化学方法对套管变形、错断部位实施塑性挤胀、振动冲击挤胀和高能气体扩张等技术，使变形或错断的套管部位基本恢复原来的通径。目前，套管整形主要分为机械式整形和爆炸整形两种基本方法。其中机械式整形主要有以下方法(1)梨形胀管器整形；(2)旋转震击式整形器整形；(3)偏心辊子整形器整形；(4)三锥辊套管整形器整形；(5)滚珠整形器整形。 　　 　　5.2取换套工艺技术。该工艺技术是把损坏的套管取出来，下入新套管与井内剩余的完好套管连接起来，然后根据需要采取固井或不固井方式完井。