油水井套管错断治理技术研究与应用

景伟 臧鑫赫 宋成立 常青

目前大多数油田由于多年开发和井网调整，造成井距近、井网密集、油水井井数多，井况复杂多变。在大修治理过程中，错断通径大的套损井可采取取套、封井等大修技术进行治理，但有些井套管错断严重，套内套外吐泥岩不止，以常规大修取套、扫塞等技术无法达到有效治理目的。成为制约油田稳产和高效开发的不利因素。对套管错断机理进行认真分析，在不断探索和总结的过程中，形成了套管错断井治理技术和套管错断的预防措施。

关键词：套管错断；水泥稳层；泥岩膨胀；

1、套管错断机理研究

1.1套损产生原因

1.1.1套管缺陷影響

套管缺陷是指在套管加工制造时，出现壁厚不均匀、加工微裂痕或内部组织缺陷、连接螺纹间隙大等。这种套管下人井后，可能发生连接不好、密封不严、渗漏等问题，严重者会发生脱扣和断裂。2016-2018年有部分新井投产时就发现套管错断，主要集中在250-300米之间，斜井为主，通过印痕发现套变鱼顶为套管接箍。

1.1.2固井质量影响

钻井井眼不规则、固井水泥不达标、水泥与岩壁胶结固化不好等问题都将影响到固井质量。固井质量差使套管失去水泥环的保护，受到岩石侧向变形的积压，引起套管损坏；高矿化度的地下水与套管发生化学腐蚀和电化学腐蚀；地层硫酸盐还原菌、硝酸盐还原菌与套管发生生化腐蚀，形成套漏。

1.1.3注水影响

油田进入全面注水开发后，随注水压力升高，油层孔隙压力也随之升高。孔隙压力升高有提高驱油能力的作用，但在多方面条件下会引起套管变形，注水后油田油水井套损井数逐年增加。

1.2、泥岩膨胀、地层坍塌机理研究

在注水压力较高条件下，注入水可从泥岩的原生微裂缝和节理侵入，也可沿砂泥岩界面处侵入。由于泥岩中富含蒙脱石等吸水矿物，会使泥岩发生体积膨胀，此时泥岩往往处于塑性状态，当具备一定倾角时便会发生塑性流动，从而对套管产生挤压，导致套管损坏。套变套漏处泥岩进一步大量吸水导致套管外周围泥岩聚集膨胀，造成套管错断，

1.3上部套管错断机理

目前某厂有10余个新井平台出现套管错断套返等事故，这些平台井先出现返泥浆，再出现套管错断，最后发生套返，最终整个平台套管错断、平台套返严重，污染环境、造成油气资源损失。下面以X号平台为例：

该平台2009年8月投产投注，共有14口，其中油井9口、水井5口， 2012年3月到2013年5月陆续确认5口油井在85m附近套管错断，套内吐泥岩，套外地层坍塌。

从钻井情况分析，该平台套管错断井错断位置均在表套底部以下位置，固井水泥均返到地面，从解释结果看油层部位固井质量较好；地表浅层固井质量较差。该平台3口井钻井过程中发生过浅层泥浆漏失，吐泥岩严重，钻进加不上单根现象。

2、套管错断吐泥岩井配套治理技术

某厂有20多口新井上部套管错断吐泥岩不止，在治理过程中主要有以下几个困难：套管在80-120m左右错断地层坍塌套内外吐泥岩不止；在表套下部80m左右地层大量漏失套铣作业不返泥浆；表套与油层套管之间有滚动扶正器，套铣难度大作业周期长。

针对上述问题，通过现场施工，采取注水泥稳定坍塌泥岩、小通径打通道、套管贴补等工艺成功治理18口井，恢复油水井正常生产。

2.1、注水泥稳定坍塌泥岩

首先向断点注入水泥30-50T，关井侯凝24-36小时，水泥与坍塌地层胶结凝固，达到稳定地层，抑制吐泥岩，吐到井筒内，解决了套内吐泥岩不止、冲扫不进尺、加不上单根钻具等问题；

2.2、小通径打通道技术

小直径套损井打通道技术其实质是一项综合性套管整形、扩孔技术、其工艺为利用铣锥胀磨方法对小通径的套损部位进行整形、扩径，强行拓展下行空间，使之恢复原通径，治套后通径在∮120mm左右达到贴补要求，进一步处理套内，保持井筒清洁干净无落物。

2.3、套管贴补技术

在治套完成后采用膨胀管对错断套管进行贴补，恢复套管强度，防止泥岩吐到井筒内，影响正常生产。传统套管贴补技术要求套管通径在120mm以上，即Φ120mm*4000mm通井规通井不刮不碰，由于套管错断严重，大修治套必须保证套管通径120mm以上，在实际施工中很难达到要求；大通径膨胀管技术对套管通径要求不高，保证贴补管下到贴补位置即可，大修治套后基本能够满足要求。

3.结论

本文针对套管错断、地层坍塌、吐泥岩不止，冲扫作业加不上单根等难点，通过以水泥稳定坍塌地层技术及套管贴补为主的套管错断地层坍塌井配套治理技术现场实际应用，能够解决上述技术难点，恢复油水井正常生产，但套损井数量以每年100多口井的数量增加，因套损造成的产能损失仍然很高，因此，必须以预防为主，对已报废的油水井进行封井，防止临近注水井注水强度过大，在报废井处形成注入水二次水窜，影响注水开发效果，同时对周边井造成的破坏；在报废封井时一定要保证封井质量，确保油层有效封固，杜绝浅水层与油层联通，形成浅层水窜。增加新井表层套管深度及钢级，防止浅层水窜，推挤套管造成套管错断；新井固井时保证固井侯凝时间，侯凝时间不能小于24小时。在生产管理方面，调整和制定合理的注采压力，减小套管受压，延长使用寿命；实行细分注水，及时落实分层注水方案，调整吸水剖面，均衡注水强度。