套管损坏原因分析及修复技术

李世杰

摘 要 套管损坏的原因多种多样，套管损坏原因不同，所造成损坏的类型也不同。套管损坏类型包括：地层运动造成和工程施工造成。套管修复可根据不同套损情况，选择合适的修复工艺技术。

关键词 套管；分析；修复；技术

中图分类号：TE931 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）02-0092-02

随着油气田勘探、开发，油田进入中、后期，油水井投产后，受各种因素的作用，随着生产时间不断延长，油水井套管技术状况逐渐变差，甚至损坏，使其不能正常生产。造成套管损坏的因素是多方面的，套管损坏类型多种多样。对套管损坏状况进行分析及修善，是我们对油水井大修的重要措施。

1 油水井套管损坏的原因分析

国内外许多油田油层套管损坏的主要因素可归结为高压注水、注采不平衡、断层失稳、泥岩吸水膨胀、岩膏层蠕变、注入水和地下水腐蚀、套管质量不合格和固井质量差等。一般情况下，油层套管损坏井往往不是单一因素，而是多因素共同作用的结果。

套管损坏井的分类一般分为套管破损和套管变形两大类：套管破损井根据套管的通径是否变化又分为套漏、套破和套管错断。套漏一般表现为套管腐蚀穿孔和套管裂缝，但通径不变；套破一般是通井遇阻，铅印侧面严重有沟槽状，但套管横向没有完全断开；套管错断指套管完全断开；套管变形又分为套管缩径变形和套弯曲变形两种情况。其中套管变形和破裂的井多集中在泥岩层段，套管错断井多分布在断裂带处。

据统计油层套管损坏的井在平面上的分布规律是：构造高点多、翼部少；陡翼多、缓翼少；断层附近多、一般地区少。在纵向上水泥封固井套管损坏，多表现为腐蚀穿孔。套管破坏的原因主要有以下几方面。

1.1 高压注水引起

如采油五厂共有注水井178口，其中小于18 Mpa井有64口，大于18 Mpa的井有114口。据统计小于18 Mpa井的套损率为32.8%，大于18 Mpa的井套损率为73.6%。说明长时间的高压注水的对套管有损害。大庆油田在注水开发过程中，水井投产仅二、三年套管即出现损坏，且注水井套管损坏数始终高于油井套管损坏数。

1.2 岩膏层或含盐泥岩层“塑性流动”

岩膏层在地层温度和上覆地层压力作用下，不仅由于岩盐密度小于岩石密度，而且岩膏层或含盐泥岩遇水膨胀，向低压的井筒方向蠕动，致使套管损坏。油田开发进入中后期，基本上靠注水开发，注入水通过断层、岩层界面、窜槽等侵入非注水层。岩盐和泥岩属于不稳定岩体，被水润湿后胶结强度大大降低。随着水的继续入侵，胶结力逐渐消失，其内聚力随泥岩含水增多而下降，内摩擦角也减少，抗剪强度很低，极易破碎滑动，加速套管损坏。

1.3 疏松砂岩油层大量出砂

油井出砂后在出砂层段的套管或衬管附近形成空洞或坑道，造成地下亏空，引起地层下沉，在上覆地层压实和地层压力下降的情况下，破坏了套管周围岩石的应力平衡，空洞上的已卸压岩石就可能坍塌，坍塌岩石和细砂挤压套管，导致套管破坏。如胡庆油田套损井45口，其中因地层出砂造成套损的井23口，占套损井的51.1%。

1.4 主要是由于地层倾角较大，断层较多引起套管错断

沿断层面地层移动造成油层套管大量损坏的实例是胡庆油田在60口事故井中除去没有断点的5口井，统计55口套变井断点位置，距离套变位置50 m以内的井有24口，占43.6%。

2 套损井的修复

套损井修复根据套损类型和套损程度分为套管漏失修复、套管破烂修复、套管错断修复和套管变形修复四大类。

2.1 套管漏失井的修复

套管漏失技术：目前，最常用的是化学堵剂封堵技术，该技术主要优点是施工成功率高，缺点是有效期较短，平均有效期一年左右。

2.2 套管破烂井的修复

修复套管破烂井的关键技术就是打开通道，套管破损或严重套管破损井，打通道一定要具体问题具体分析，准确分析判断井下情况是打通道是否成功的关键。当破套管在套管中心线附近时，要采取保护形措施以防侧钻（选择长领眼磨鞋、空心铣鞋或凹面铣鞋），边磨铣边打印，随时掌握井下情况的变化，以便选择工具。

如胡5-29井，2011年6月上大修，下φ114 mm铅模在2035.17 m处显示套管严重破裂。先后下凹面磨鞋一次、铣锥一次、空心磨鞋3次，打印5次，打通道成功，并钻冲至人工井底，在1808 m-2125.9 m处悬挂4寸套管，固井完井。

2.3 套管错断井的修复

根据错断的程度可选择锥面铣锥、凹面磨鞋、空心铣鞋或套铣鞋，打出通道后下衬管加固。

如：胡12-94井，2010年7月上大修，打印证实套管在1485.29 m错断。下空心磨鞋打出通道，对套管破漏处进行化堵，在1398 m-1611.83 m处悬挂4寸套管，固井后钻掉阻流环并冲砂至人工井底完井。

2.4 套管变形井修复

1）套管缩径变形井的修复。当套管缩径不小于φ112 mm时，用机械（梨形胀管器或滚子整形的方法，一般情况下（指钢级较低，如J55，壁厚较薄如7.72 mm）可以达到整形目的，但是在下列情况下，机械整形很难达到目的（①P110高强度套管；②壁厚为10.54 mm的厚壁套管；③盐膏层段等）比较好的办法就是采用爆炸整形技术。

2012年7月胡7-1井上大修，下φ89 mm倒扣捞矛打捞活动解卡，最大负荷720 KN无效，经多次倒扣捞至2426.11 m时，发现在2420.66 m处套变，下φ114 mm铅模打印，最小内径变为φ112 mm。后分别下梨形整形器和滚珠整形器，对2421 m处进行整形无效，反而变形加剧，（经查该井段为盐膏层，套管钢级P110，壁厚9.17 mm）。后采用爆炸整形分三次对2419.87 m-2423.67 m井段进行整形，整形后下φ114 mm*2.0 m通井规则顺利通过，井下剩余6根φ89 mm油管一次打捞成功。

2）套管弯曲变形井修复技术

套管弯曲变形一般情况下无缩径或有轻微缩径现象，但是通过弯曲变形段的油管或钻杆都明显弯曲，严重的变为麻花状。

如果弯曲变形影响了油水井措施的实施（如射孔、分注等）且弯曲不太严重时可以采用爆炸整形进行修复。

如：胡7-77井，该井2012年5月上大修，下φ114 mm*2.0 m通井规在1675.65 m处遇阻，起出通井规弯曲（弯曲度为12度），下光油管起出弯曲情况。采用爆炸整形技术分别在1673.0 m-1676.08 m、1674.5 m-1677.58 m、1676.19 m-1679.27 m进行三次爆炸整形，后下φ114 mm*2.0 m通井规顺利通过。

3 结论

造成套管损坏的因素是多方面的，套管损坏的表现形式千奇百态，套管损坏的修复技术也是多种多样。在具体工作中，应具体问题具体分析，每一口套损井都有其特性，在套损井修复技术上没有哪项技术能修复所有的套损井。应根据井的用途、重要程度和损坏类型，尽量选择经济、有效且可行的修套工艺技术，以达到修套目的。

参考文献

[1]中国石油天然气总公司.井下作业工[M].石油工业出版社，1996.

[2]中国石油学会，石油大学.石油技术辞典[M].石油工业出版社，1996.endprint