注水井油套环空带压原因分析及治理

2020-01-09刘博

湖北农机化 2020年14期

刘博

(延长油田股份有限公司志丹采油厂，陕西延安 717500)

1 油套环空带压的原因

1.1 施工作业产生的巨大压力

在注水井施工作业的过程中，产生的气压会造成环空压力的改变，环空压力的改变会引发油套环空试压与环空背压等压力问题，经过研究分析发现，这种问题所引起的套管环空带压问题，受人为影响，如果停止人工对其影响，套管内带压的情况会随之消失，在消失后，能够保证追水晶的正常作业，套压的情况也会发生改变，对于注水井的正常工作影响极小。

1.2 腐蚀

影响油套环空带压的因素，包括外界对注水井各部分的腐蚀问题。在注水井建造完毕后，直接投入使用，使用的过程中会受到各种元素物质的影响，并且腐蚀注水井的管柱。在长时间的腐蚀下，管柱的管壁会逐渐变薄，继而会发生管柱的破裂甚至折断，在管柱出现问题后，会导致油管内部与外界产生联系，这时会产生油套同压的情况，引发油套环空带压的问题。

1.3 管柱受力

在注水井投入使用后，外界因素对管柱影响严重，其中，压力的影响是长期存在的，在施工部门对注水井进行注水时，要把握好管柱内的注水情况，尽量保持管柱内注水后能够保持内外压力平衡，避免管柱发生偏移造成管柱内与外部难以保持平衡，造成管柱受力不均，增加管柱负荷。当压力超过管柱的承受力范围，会造成管柱的变形与断裂，压力差值发生巨大变化，管柱发生膨胀变形的情况，从而产生套管内带压现象。

1.4 顶部封隔器密封性受到破坏

顶部封隔器作为工程完成后期的重要部件，对注水井的作业情况有着巨大的影响，顶部封隔器的主要作用是对管柱进行密封，但是在注水井使用的过程中难免发生问题，在进行维修时，多次的拆卸，会造成封隔器不同程度的磨损，在封隔器的密封性遭到破坏后，管柱内的压力发生改变。从而导致油套环空带压问题。

1.5 油井设备老化现象严重

在油田的生产过程中，如果某地区的油源丰富，那么一口井的使用年限将会很长，在长时间的使用之下，部分设备会出现老化等问题。此外，由于井内流体有着一定的腐蚀性，设备在安装过程中产生的安全隐患，套管外壁固井质量差异从而导致套管发生变形，从而出现一系列的裂缝或断裂，外面的地层压力在压力差的作用之下将会传到套管环空，使得气压平衡，油套同压，油田的生产也就会受阻，造成大量的原油浪费，甚至还会造成安全事故。

2 注水井套管带压的危害

2.1 注水井套管环空带压会导致管柱的破裂损坏

在注水井中，由于要保证石油生产效率，所以需要对注水井的压力进行严格地把控，如果产生了套管环空带压问题，能够证明套管与管柱之间存在问题，会导致石油生产率降低。

2.2 提高井口泄露风险

封隔器作为注水井的重要安全零件，能够维持注水井内的正常压力值，如果出现注水井套管带压问题，极有可能导致石油发生泄漏，石油泄漏会引发不同程度的自然污染，造成巨大的财产损失。

2.3 增大压井的难度，并且还会造成生产管柱的损坏

在后期的作业过程中，由于套管带压使得井内的压力增长，将会增大压井的难度，并且还会造成生产管柱的损坏，一些穿孔、腐蚀、破裂等现象会发生在管柱上，导致生产不稳定，同时还增大了井下管柱断裂的几率，一旦出现井下管柱断裂，将会对工程的进度产生很大的影响。

3 注水井套管带压的解决措施

3.1 使用防腐蚀油管

针对注水井周围的腐蚀问题，从防腐角度入手，最根本的解决方法即为使用防腐型油管，防腐型油管采用新型的防腐材料，能够抵抗大部分腐蚀性物质的强力腐蚀，从而能够减轻注水井管柱的腐蚀现象，并且这种新型的防腐型管柱具有强大的耐磨功能，能够在使用的过程中大大提高管柱的使用寿命。

3.2 采用膨胀式插入密封法

注水井管柱所产生的封隔器密封性问题，对于管柱内的压力有巨大影响，为避免在维修时对封隔器密封材料的损坏，研究出新型的膨胀式插入密封法，其主要原理是使用中心管，通过向中心管内部施压的方法，将活塞推至管柱内，在活塞被推动后，将密封胶筒进行压缩，此时能够使得密封胶筒与管柱发生完美地配合，管柱的密封性能够大大提高。

3.3 使用水力锚增加管柱压力稳定性

在注水井进行注水时，以往的注水工作中，由于密封性较差，导致管柱的内外压力不均，从而使得管柱的使用寿命较低，为此，产生了水力锚。水力锚的作用是将锚固定在管柱的管壁之上，让水的压力与外界压力能够保持平衡稳定，从而提高管柱的密封性与密封压力，从而提高管柱的使用寿命。

3.4 使用锚定插入法密封

锚定插入法可以有效地起到密封作用，此项技术主要应用在完井防砂作业中，对井壁进行有效地固定、定位管柱以及实现密封，防止出现渗漏的现象。操作设备的上部有一个弹性爪和顶部封隔器内部左旋方扣相配合，在工作时能够产生强大的咬合力。并且和普通的定位密封相比，此项技术还具有较强的锚定力，能够在密封的过程中对周围的设备产生固定作用，有效地限制了管柱在后期工作过程中的蠕动，插入密封单元和封隔器密封筒之间没有受到力作用时会发生相互运动，从而影响工程的稳定性，在锚定力的作用下这种现象发生概率大大减小。当前在很多油田都应用了锚定插入法，其中渤海油田将其应用在注水管柱上，有效地限制了管柱的运动，为稳定生产提供了基础。

4 注水井套管环控带压治理建议

注水井管柱在进行定位封闭时会出现注水压力差，并且在定位密封与防砂段内油管存在一定的截面差。因此，定位密封处会受到由下而上的压力，当遇到较大的注入压力或者深度较深的井中，压力差会比较明显，管柱的稳定性也就更难以保持，尤其是在注入的过程中更容易产生套压现象，可以采用水力锚、生产封隔器等对管柱进行固定，减小压力差，有效减少注水井套压现象。