浅析油井套管损坏原因及治理对策

2021-09-27段强国

油气·石油与天然气科学 2021年8期

段强国

摘要：油井套损往往指套管发生弯曲、变形、错段，主要发生在射孔段或以上地层内。本文对油井套管发生损坏的原因进行分析，对此不同类型套损井的治理对策进行综研究，从而顺利恢复油井产能，进一步挖潜剩余油，为油田持续稳产提供有利技术支持。

关键词：油井套损治理对策

前言

油井发生套损后严重制约油井正常生产，尤其稠油油藏油井一旦发生套损，油井一般很快出现低产低液的生产特点，最后因供液不足不出关井;部分油井存在油层与水层之间隔夹层厚度小的特点，因套损位置发生在油层顶部，导致油井水淹，严重影响生产。引起套管损环的原因很多，包括岩体本身物理或化岩体整体或结合面间滑动，管精质量施工操作和开发管理不当等诸多因素要包地质因素、工程因素、腐蚀因素。

一、套损原因分析

1、生产方式不当，生产压差过大。盲目快速的开采，破坏了地层结构，大量的地层砂涌入井筒。不但影响了油井的正常生产，还使近井地带严重亏空，地层坍塌，造成了套管错断或变形。在井眼有一定的斜度、有坍塌的大洞、固井质量差、水泥返高低的情况下，注汽时套管遇热伸长，在压缩应力的作用下产生[1]。

2、増产、增注不当，高壓施工造成套管强度降低。压裂、酸化施工时压力过高，造成地层串通。外来水及注汽冷却水的侵入，破坏了地层原有稳定的胶结结构及套管外水泥环，水矿物质对套管造成一定的腐蚀，强度下降。岩石有变和应力松弛的特性，外来水引起岩石胀，当蠕变和胀超过套管的抗压强度时，套管就会被挤压变形甚至错断[2]。

3、频繁的修井作业施工。油田生产的中后期，地层压力遍降低，漏失严重。洗井、冲砂作业时，修井液大量的进入地层，造成地层破坏，套管腐蚀损坏。

4、油层出砂造成套管损坏。油层出砂后，在炮眼附近地层形成空洞，出砂严重时将会在整个射孔段形成空洞或坑道，随开采强度增加空洞的半径也增加。而油层上覆地层的压力主要靠油层来承担，当上覆层压力大于油层孔隙压力时，地层应力平衡破坏，有相当一部分应力将转移到套管上，造成套管损坏。

5、套管、固井质量问题。套管本身存在微孔、微缝，螺纹不符合要求，以及抗剪、抗拉强度低等质量问题都会导致开采过程套管损坏。同样油井固井质量不合格也会加速油井的套损[3]。

6、射孔对套管损坏的影响。油管射孔投产后，套管强度大大降低，常规射孔10孔/米、12孔/米，套管强度抗挤压稳强度降低4-5%，抗内压强度降低10%;射孔密度30孔/米时，抗挤压失稳强度降低10%，导致油井多发生在射孔中部和非射孔相交处。

7、腐蚀造成套管损坏。套管腐蚀根源在于套管本身、活性介质和腐蚀条件。套管本身是由含铁原子的金属组成，失去电子后变为铁离子;活性介质原油中的硫、天然气中的二氧化碳、硫化氢、地层水中的盐类、结垢、溶解氧，酸化的酸液。腐蚀条件在于温度、压力、铁离子浓度、地层水中的还原菌等。化学腐蚀是指套管与腐蚀性物质之间发生化学反应，不产生明显的电压。腐蚀性物质主要是酸—酸化活酸象，腐蚀速度与酸浓度、酸液类型和温度、压力有关，多发生在套管内壁。

二、套损井治理对策

1、提高套管抗挤压程度

严格套管检查和地面保护，采用高强度套管（易发生损坏的井段）改进套管设计（抗内压、外挤压强度计算）采用壁厚、小直径套管，采用双层组合套管，同时改善射孔工艺，减少射孔对套管抗挤压强度的影响，采用预应力套管完井（稠油热采井）[4]。

2、防止注入水窜入软化地层

提高固井质量保证层间互不相窜，固井时在油层顶部下管外封隔器，避免高压注水，保持地下压力平衡（层间）压裂改造时防止垂直裂缝延伸到软弱地层，合理设计注采井网维持合理注采压差（层内）。

3、防止油层出砂

想进一切办法减少油井出砂，绕丝筛管砾石充填防砂滤砂器防砂方法，预胶结砾石尾管防砂丝筛管防砂，不锈钢棉防砂，管内预充填砾石筛管防砂稳定砂桥防砂，热力防砂，正压射孔树脂充填防砂[5]。

4、套管防腐方法

要积极做好阴极保护，化学防腐、涂层防腐、石油专用套管，低密度全返程水泥用高Ph值泥浆减少与腐蚀介质的接触。

三、结论

（1）对套损井机理的认识。泥、页岩大量浸水并形成浸水域是引起套管损坏的主要因素。泥岩浸水膨胀、蠕变造成的往往是单井套损;页岩浸水后岩层成片滑动，造成的是成片套损。固水泥返高一般应控制在泥页岩层以下。

（2）非均匀注水引起地层内孔隙压力不均衡是套管损坏的主要条件之一。