油水井套损原因及治理优化策略分析

2021-04-11张莎冯大成

当代化工研究 2021年14期

＊张莎冯大成

（延长油田股份有限公司勘探开发研究中心陕西 716000）

引言

油井和注水井套损的问题不仅导致注入生产井网的破坏和注入生产的不平衡，而且还损害了油田的高产，这已经成为一个问题。油田开发设计的全过程迫在眉睫。如今，油井套管的损坏大致可分为形变，错位和腐蚀穿孔。造成油水井套损的关键因素包括地质构造应力，工程设计及其侵蚀要素。其中，“强注强采”膨胀引起的油水井套管的地质构造力和内外压力差是造成套管破坏的最关键的两个因素。根据套损的原理，采取预防措施来减少油水井套损所造成的损坏，对油气藏的开发设计具有重要的现实意义。

1.油水井套损的类型

(1)套管变形

注采和生产之间的压差会危及长期的油水井套管。在水平应力场的作用下，地质结构的运动会导致防水套管在多个方向上被水平力割断，从而导致防水套管产生更多的变形，这种变形占很大的比例。在所有变形井中的比例；受注水的影响，岩石层会膨胀并相对运动，从而切割防水套管，造成套管轴向上发生弯曲变形。

(2)腐蚀破裂

由于在防水套管的浅水区域中长期受到电化学腐蚀的影响，或者由于线嘴的紧密性差，防水套管由于腐蚀而破裂。当工作压力过高时会产生裂纹，并且防水外壳的腐蚀和破裂问题主要发生在白边填充液顶部的防水外壳中。

(3)径向内凹变形

防水套管的抗压强度相对较弱，在固井中存在产品质量问题。由于注射压力和生产压力的不同而引起的防水外壳的长期作用将减小某些部分的直径，从而导致防水外壳的轴向内部呈椭圆形的凹形变形。

(4)非坍塌型错断

受水侵入的影响而膨胀并移动。当岩体的移动速度超过30mm/a时，防水套将垂直移位，并且防水套的左右部分将水平移动。防水套管会因其承受的拉力和收缩力而损坏，它会在水平方向上错位，并且防水套管在中断点处会出现垂直偏差。

2.油田注水井套损的原因分析

油田注水井中套管损坏的原因很多。从地质环境、高压注水、工程建设和水土流失的角度，对油田注水井套管损坏的原因进行了以下分析。

(1)地质原因

在许多情况下，油田注水井的套损是由地质环境引起的。较常见的地质环境要素主要包括地应力要素，例如断层块主题活动，泥岩应力松弛和地质结构中的出砂。在整个过程中，诸如断层块之类的因素会长时间损坏被套管损坏的井。在油田开发设计的整个过程中，中断块的主题活动也应归因于关键损坏防水外壳的元件。其次，由于吸水后岩石层的膨胀和应力松弛，这次泥岩的结构力学性能和原地应力条件已经改变的非常大了，这最终导致泥岩的位移和变形。用泥土和石头做了一件防水外套。管道变形、地质破坏、出砂等易造成防水套管弯曲。

(2)高压注水原因

油田注水井套管损坏与高压注水不当密切相关。一般来说，高压注水会在很大程度上造成套管损坏。如果存在这种情况，原始地层的应力平衡将在很大程度上被破坏，最终套管应力将变得不均匀，从而套管将严重变形。其次，高压注水还将在很大程度上导致整个断块的注采井网瘫痪，最终影响油田本身的整体稳定性。

(3)施工作业原因

油田注水井套管损坏的主要原因是工程施工不合格。一般来说，施工层面的要素较多，在长期的完井、开发、设计的整个过程中，容易受到生产压差和注水压差的影响。会对防水外壳造成损坏。如果固井质量差，混凝土环质量差，防水套管可能会因不对称荷载而损坏。因此，施工队伍在整个施工和射孔过程中应有效控制固井质量和射孔相对密度，避免不合理选择和及时控制套管强度。

(4)腐蚀原因

各种侵蚀元素的不利影响是长期的。由于盐度在很大程度上会造成腐蚀风险，酸性盐类也会在防水套管上引起不同程度的电化学反应。其次，在分析腐蚀的原因时，可以发现氯离子含量等特定的正离子已经破坏了管道表面的保护膜，而酸腐蚀更为显著。此外，在整个过程中，油田被注水，进一步分散了高浓度的CO2和H2CO3，最终促进了铁原子的阳极化，失去电子，铁离子熔化。在水溶液中，导致更严重的侵蚀。

(5)测量检测数据与实际有较大的偏差

油田井注水异常也可能是由测量偏差引起的。当测量测试数据与实际情况偏差较大时，相应的注水措施也会有所不同。由测量偏差引起的注水误差也是现实中油田井注水异常的原因之一。目前，最常用的测量方法是注水井分层测试、井下流量计测试。其实这两种分层试验的工作原理是一样的。两种方法都是根据注水井的井内情况，采用控制压力的方法完成分层试验。运用压力科学的相关理论知识进行数据收集和分析，完成对油田注水井情况的了解。在实际操作中，要注意在水流稳定后进行测量，进行更多的水滴和多点测量流量，从而提高测量检测数据的准确性和可靠性。

3.油田注水井套损的治理优化策略

（1）提高固井质量。在制定防水套管转向柱设计方案时，必须考虑工作压力、注采等应力场相关因素，结合地质特征、地层渗透率、孔隙度变化等因素，对套管受力进行科学分析。根据可能破坏防水套管的变形规律和方法进行整体设计。固井时，应选择高韧性高品质的水，以保证混凝土的凝结质量。它是根据有效混凝土注入的主要参数配制的。另外，选择合理的固井设备，以提高固井质量的检验水平，提高固井质量。

（2）油层出砂造成套损。在油田的生产过程中，用于产生沙子和白色边缘的填充液通常是软粉砂细沙的疏松板岩层。对于这种白色边界填充液的制砂，在不考虑水对结构的损坏的情况下，从结构力学的角度来看，制砂的原因是排油装置的机械作用力，破坏了排油装置的结构。白色边界填充液体首先是结构的一部分。对于没有淤泥细砂的松散砂，排油孔会将松散的砂子抬起，从而在油气井中产生砂子。在整个注水过程中，板岩层中的粉砂很容易吸收水分并溶胀和水解。在采出液的高抗压强度下，压差非常大，白色边缘填充液岩层的框架结构被破坏，导致油气井周边地区出砂。在产砂区将引起裂缝。如果裂缝太大，则当由它引起的拱顶不能施加到上覆岩层的工作压力时，上覆岩层的工作压力将部分迁移到防水套管，从而破坏防水套管。

（3）提升油田注入水质。油田深注入井套管损害的改善和改善必须集中在改善油田水的引入上。在改善将油田引入水体的整个过程中，工作人员应首先保持清醒，并了解防水套管的上端大部分是由于腐蚀而损坏的。员工应该率先尝试在整个过程中避免腐蚀和侵蚀，以便更合理地减少泄漏。其次，在提高水体的整个过程中，工人的素质也有一个关键的危害。整个过程中，工作人员必须做好维护外壳，提高机械设备的杀菌和耐污性等工作，最终达到维护防水外壳的预期效果。根据现场应用情况，现阶段封隔器隔离处理技术或套管破井的关键处理方法，在防水套管的处理中，侧移，套管更换和小型防水套管处理技术都比较完善，但成本增加，项目建设时间长，密封段生产技术的天然气动力改造，套管渗漏修复技术和真空泵油田技术需要进一步的科学研究。以便在现场进一步应用和推广。套损井的环境修复是一项长期工作。要根据套损的监测与跟踪工作，全面掌握油田套损的动态，促进套损原理的科学研究，并进行安全防护和整治技术。防水套管的外观应改进。进一步提高天然气开采潜力，促进油田稳步发展。

（4）套管整形工艺。根据防水套管收缩和变形的复杂程度，有两种修复处理技术：机械设备整形手术和爆炸性整形手术。当防水套管有轻微的收缩变形时，请使用机械设备的塑料化妆品加工技术进行维修；当防水套管变形更严重，且总体形状超过防水套管内径的12%时，请使用爆炸性塑料化妆品加工技术进行修复。机械设备整形。使用机械设备的塑料美容仪来进行变形防水套管的塑料美容，因为钻探设备的净重和配套设施机械设备的管束在一些防水性较小的塑料美容套管中是常见的。如套管毛刺、轻微缩径变形。爆炸整形。利用瞬间由爆燃引起的巨大动能，根据物料的传递，将化学能转换为机械动能，从而消除了防水套管的变形地应力和岩层的挤压，从而防水外壳会膨胀并向外膨胀。应力场被迫在某些区域再次扩散，从而达到修复的目的。发生爆炸时，整形外科具有很强的相互作用力，可以根据此直径将管径修复到基本井径。