坨21断块注水井套损原因分析及预防措施

郭海燕 周国莹 杜娟 胡静 李恒东

（胜利采油厂采油管理五区 山东 东营 257000）

引言

坨21断块于1968年进入全面注水开发阶段，该断块共有11个砂层组，52个小层，平面上渗透率在200-9000毫达西。纵向上渗透率在200-1200毫达西，平面及纵向上渗透率级差均较大。

统计近几年坨21断块新增停注井及扶长停的情况，每年扶停井数赶不上新增停注井数，注水有效率受到制约，开发效果受到严重影响。

1 坨21断块注水井套损情况调研

坨21断块共有注水井107口，目前由于套漏、缩径、套管弯曲、井内落物或者地层出砂等原因造成的停注井共计47口，带病注水共计13口，根据套管损坏特征对60口套损井进行分类：

套管弯曲变形、套漏小计43口，占比71.7%。井筒带有落物的共计23口井，占比38.3%。一口套损井一般是多个套损特征同时存在：例如ST3-12-171井于2007年地面返水关井。该井套管缩径、浅层套漏、贴堵失效且打捞复杂等原因工程报废，于2013年封井。

2 套损原因分析

在井年限较长或者累计注水量较高的情况下，套管不可避免的发生损坏。另油层套管在固井、射孔、开采等作业过程中，地下环境复杂、受力条件不均匀，是导致套管损坏的重要原因[1]。

2.1 地质因素

影响套损井的地质因素主要包括断块内断层的分布状况、泥质含量、油层的压实程度、地层倾角、地震活动等[2]。

2.1.1 断层分布对注水井的影响

坨21断块的套损井在断层附近比例高，65%的套损井分布在距离断层100m以内的位置。这是由于钻井过程中钻遇断层，原来的应力平衡状态遭到破坏，岩层产生位移和变形，挤压造成套管弯曲、缩径、甚至错断。

2.1.2 粘土矿物对注水井的影响

粘土矿物遇水膨胀，造成套管附近地应力的非均质分布，易造成套管缩径。坨21沙二砂层组储层以岩屑长石砂岩为主，颗粒分选中等，接触方式以线性接触为主，胶结方式以孔隙胶结为主，泥质含量9.7%。其中沙二9砂组泥质含量较高，测井统计高达20.1%。一般随着地层深度的增加，伊利石含量逐渐增加而蒙脱石含量逐渐减少，套管缩径现象易发生在浅层，深层套管易发生变形、地层坍塌。

2.1.3 地层出砂对注水井的影响

射孔段或套漏段井筒附近地层胶结程度对套管有一定影响，如果地层胶结程度差，停井作业时地层大量返吐砂，易造成井筒砂埋。

2.2 工程施工

坨21断块注水开发时间较早，固井质量的好坏、水泥返高和投入生产后采取的一系列井下作业施工等对套管也有影响。

2.2.1 固井质量及水泥返高

统计坨21断块停注井的水泥返高，2010年之前完钻的注水井平均水泥返高为986m，自由套管段较长，易造成套外腐蚀的套漏，并使上返措施难以实施。

2.2.2 投入生产后的作业施工

统计胜利采油厂注水井已测40B的185口套损井中发生磨套捞的平均次数为8.4次，最高单井磨套铣捞达到39次。坨21断块磨套捞次数较多的井套管均存在一定程度的弯曲变形或缩径。磨套捞的次数越多，套管损坏的越严重。

2.3 日常注水及管理

根据地层特点坨21断块使用两套注水系统，低压和高压注水系统相比，高压注水井更易发生套漏。例如ST3-11XN176井日常注水干压29MPa，油压由18MPa下降到10MPa。作业验漏，原井管落井。套铣打捞过程中，由于该井砂面不断升高，保留尾深550m管柱，装井口动力暂撤。

在注水开发过程中，注入水水质不合格，把悬浮固体颗粒超标的水注入井中，悬浮固体颗粒随之侵入油层，在孔隙喉道处形成堵塞。坨21断块主要使用坨五-胜四/胜八注-常压注水井的回注污水，以及坨三-坨76注-高压注水井的精细注水。含油达标率基本符合要求，但是悬浮固体含量严重不达标。

3 预防措施

根据上述分析可知，坨21断块注水井套坏和地质特征、工艺施工情况、日常注水及管理三个方面密切相关，制定相应的预防措施，从而延长套管使用寿命[3-5]。

3.1 地质方面

在进行井网部署时，尽量远离断层带，避免钻遇断层。固井时，利用先进的固井技术比如分级注水泥技术等，减少自由套管段的长度。据统计，2010年之后的坨21断块注水井水泥返高均到地面。坨21断块开发前，已进行最小破裂压力测试，目前使用的高压精细注水压力低于地层破裂压力，避免注入水窜进软弱夹层。

3.2 工程方面

针对作业队施工质量问题，胜利采油厂开展严格的责任落实制度，从结算上对责任单位进行考核。井下注水管柱即要追求长周期，又需要制定合理的强制检管周期，避免管柱落井、刺损等增加打捞、磨套铣等作业，制定出《注水技术指标控制考核管理规范》，对光管井、分注井均进行了规范化管理，强制考核。

3.3 日常注水及管理方面

生产技术科组织工作人员化验坨五外输水水质，并对沿程干线、支干线、单井管线分批清洗。对于坨三污精细出口水质悬浮超标的现象，调整缓蚀剂加药点，保持缓蚀剂投加浓度30mg/L，缓蚀剂种类由阳离子型更换成非离子型。

日常管理方面建立低油压预警机制，当注水井油压低于4MPA或出现套管返水现象，要及时停井。自2018年以来，坨21断块出现低油压4口，通过大修换套或者贴堵技术，均已正常注水。

4 结语

坨21断块注水注水开发时间长，套管逐年恶化，单元开发效果不仅取决于地下储量，更取决于是否有先进的技术应用于开发。通过分析影响坨21断块注水井套管损坏的各个因素，提出相应的治理措施，并取得了一定的效果。下一步还需学习注水方面的新知识，对套管变形机理进行深入研究，以延长套管使用寿命，为单元稳产打好基础。