油田套管损坏原因及防治措施研究
葡萄花油田套管损坏影响因素与防治措施探讨

葡萄花油田套管损坏影响因素与防治措施探讨摘要:由于长期注水开发,加上频繁的措施作业等因素影响,葡萄花油田套管损坏情况日益严重,近几年来,套管损坏速度呈逐年上升趋势。
文章通过统计分析油田套管损坏的各种类型,系统分析造成套管损坏的各种影响因素和作用机理,提出油田开发中避免或减少套管损坏的具体措施和建议。
关键词:油田开发套管损坏影响因素作用机理措施前言在注水开发油田过程中,油水井套管损坏是一种极为普遍的现象,通过对葡萄花油田套管损坏井的自身特点进行统计、归纳,深入分析低渗透砂岩油藏套管损坏影响因素和作用机理,提出了套管损坏井的预防及相应治理措施。
1 套损井基本类型按套管损坏类型划分,套管错断和套管破裂共有350口,占套管损坏井数48.28%,套管变形375口,占套管损坏井数51.72%。
其中,套管变形按变形量划分,变形量小于15 mm的有112口,占套变井的29.9%;变形量在15~25mm的有190口,占套变井的50.7%;变形量大于25mm的有73口,占套变井的19.4%。
2 套管损坏井分布特征2.1时间分布特征葡萄花油田1979年发现第1口套损井,1982年增加到11口井,1983-1985年套损井数保持在10口,1986年套损井数达到22口,经历1987年一次加密调整,1996年二次加密后,年套损井数维持在年16口左右。
2001年出现第一次套损高峰49口,年套损率达到1.86,占投产总井数的12.78%,2002-2005年套损井数逐渐下降, 2006年以后套损井数维持在年均30口但呈现逐年增加的趋势,套损形势仍十分严峻。
2.2平面分布特征累计发现的725口套损井在全油田各区块上均有分布,主要分布在葡北地区,有472口,占套损井总数的65.1%。
葡南、太南、外围和敖包塔地区分布较零散(表2-1)。
钻遇断层井和断层附近井发生套损比例较高,钻遇断层的1668口井中的183口井已套损,其中有42口井套损深度与断点深度基本一致。
某区块油井套管腐蚀破坏机理及防护措施研究

某区块油井套管腐蚀破坏机理及防护措施研究*0 前言国内外许多油田自开发以来都伴随着严重的油井套管腐蚀损坏(简称腐蚀套破)问题。
目前导致油井套管破损的主要原因为包括地质因素、工程因素及腐蚀环境等[1]。
套管破损的形式为力学破坏、腐蚀破坏和二者共同作用的结果。
套管固井是应对地层力学破坏、腐蚀环境隔离的主要手段。
固井质量[2-5]是套管使用寿命的保障。
套管内、外腐蚀在各油田普遍存在,开展套管内、外腐蚀机理研究,实施针对性防治措施,减少新增套管腐蚀损坏井数量是套破井的治理发展趋势。
由于腐蚀环境不同,套管破损原因及机理也不相同。
针对含CO2油井,在特殊温度压力环境下,CO2对钢质管材会产生严重的腐蚀,如套管管壁腐蚀穿孔、裂纹、缝隙破裂等,给油气田开发带来了极大的危害,提高含CO2油气开采效率和降低其经济成本成为关键的问题,引起了有关专家和学者的高度重视[6-10]。
目前控制CO2腐蚀的技术方法主要有选用耐蚀材料、加注缓蚀剂、阴极保护、有机和无机涂料、金属镀层等[11-12]。
其中投加缓蚀剂是油田常用的一种操作简单、经济可靠且见效快的防腐手段,被石油、天然气行业所采用。
咪唑啉类缓蚀剂因其具有热稳定性好,毒性低,无特殊刺激气味,并且对碳钢和低合金钢在酸性介质中有良好的缓蚀性能等优点,被广泛应用于含CO2油气田井下管柱及地面集输管线的腐蚀控制[13]。
针对国内某油田油井短时间内套破,且套管腐蚀穿孔严重,隔采有效期短,治理难度大等问题,本研究在对该区块油井套管腐蚀环境及套破现状等调研的基础上,通过对该区块油田采出水介质成分及腐蚀性组分分析,油管内外壁腐蚀层及其成分分析,探讨了套破井的腐蚀机理。
结合固井质量与套破井失效模式的对比分析,进而明确固井质量对油井套破的影响,并通过对J55钢在含CO2油井模拟工况环境中腐蚀速率的测试,研究了一种桐油咪唑啉缓蚀剂在不同添加量条件下的缓蚀效果,进而为含CO2油井的腐蚀控制措施提供理论依据。
油田套损井机理分析与预防措施研究

油田套损井机理分析与预防措施研究随着油井使用时间的变长,套损问题对油田产能的影响变得更为突出。
本文对套管损坏机理進行深入的分析,并提出了相应的预防措施。
标签:套管损坏机理;预防措施;工艺技术某油田区块油井套管损坏问题比较严重,直接影响到正常的原油开采,很多油井由于套管损坏而被迫停井,油井和集输管线的维护工作量变多。
特别是储量大、开采效率高的区块出现套管损坏,会给油田企业稳产带来不利影响,需要对套管损坏的机理进行分析,并采取有效预防措施。
1套管损坏机理分析1.1套管材料和固井质量如果套管加工制造过程中存在微缝或者螺纹不符等质量问题,就会使套管的抗剪和抗拉强度变弱,采用该套管的油井经过长时间的原油生产之后,会逐渐出现套管损坏问题。
固井作业过程中没有进行有效的质量控制,导致井眼不规则或井斜问题,采取的水泥浆达不到设计标准,水泥和井壁间没有产生很好地胶结,注水泥之后套管拉伸负载不合理等,都会对套管使用寿命产生影响。
1.2射孔对套管造成的损伤射孔作业引起套管损坏的原因主要有:1)使套管外的水泥环产生破裂,严重情况下使套管产生破裂,尤其是采用无枪身射孔会对套管产生很大的损伤。
2)射孔作业过程中存在着较大的深度误差,特别对加密油井中的薄互层进行射孔时错把隔层泥央、页岩射穿,使得泥页岩受到注水增产措施的影响,使地层应力产生改变而使套管损坏。
3)没有选取合理的射孔密度,会对套管强度产生影响。
1.3出砂对套管产生的损伤在地下储层形成大量的出砂,上部岩层会由于失去支撑而形成垂直方面的变形,如果上部地层压力大于油气储层孔隙压力和结构应力,会把部分地层应力传递到套管,超过套管具备的极限强度时会出现变形和错断问题。
1.4地质因素对套管产生的损伤随着国内很多油田都进入到开采中后期,出现套损的油井数量会不断变多,由于地层水及注入水流通速度的提升,使得地层胶结物质产生水化,使得断层及破碎带变得更为活跃,如果地下储层地质情况不稳定,会使套管受损产生破坏。
油井套管损坏原因分析及修复技术

油井套管损坏原因分析及修复技术摘要:本文对油井套管损坏的原因进行分析,对此类井的修复技术进行综合研究,从而为油井作业提供较好的技术支持。
关键词:套管损坏修复分析一、套管损坏的原因综合分析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弯曲。
2.增产、增注措施不当,高压施工造成原以强度降低的套管损坏。
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。
岩石有蠕变和应力松弛的特性,外来水引起岩石膨胀,当蠕变和膨胀超过套管的抗压强度时,套管就会被挤压变形甚至错断。
3.频繁的修井作业施工。
油田生产的中后期,地层压力普遍降低,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.套损井不能及时修复,带病生产,地层水和注入水会进入错断口地层,使地层产生蠕动,重新损坏本井套管,导致套损进一步加重。
不仅如此,还会由于地层的蠕动损坏临井的套管,象瘟疫一样形成套损的恶性蔓延。
5.高压注水、注汽,高温增产措施是造成高采地区套管损坏的主要原因。
高压注水是油田增产、稳产的重要措施,注汽是稠油开采的主要方法,但高压注水及注汽的副作用也是显著的。
资料表明,注水压力越高,套管损坏越多。
注汽轮次越多,套管损坏越严重。
当应力大大超过了套管强度,引起套管接箍或本体断裂。
二、套损修复技术研究套管修复工艺技术已经日趋完善,但现场能够有效使用的工具不多,修复效果不理想。
套管修复技术包括套管诊断技术、套管内打通道技术、套管回接取套换套技术。
1.套管诊断技术为了节约成本,加快工作时效往往采用铅模打印进行判断或者采用经验法对套管进行诊断。
油田套管损坏原因及防治措施研究

油田套管损坏原因及防治措施研究【摘要】随着我国工业化进程的不断加快,对于能源的需求量也逐年增加,而作为我国经济战略的重要一环,石油开采也已步入了成熟稳定的阶段。
随着油田勘探开发的进一步深入,地质层物理性质发生了一系列的变化,以及一些工程因素的影响,造成了大量的油田套井损坏,严重影响了油田的开采进程。
本文概述了目前国内油田套井损坏的主要原因,并就这些原因提出了相应的预防措施和治理办法,对套管的治理工作具有一定的指导意义。
【关键词】套管损坏油田防治措施随着改革开放的不断深入成熟,我国在经济、政治、文化、科技方面均取得了显著的成绩。
改革开放初期,国家提出“依靠科技进步,加快油田发展”的号召。
通过引进国外的先进技术,并依靠我们自身的不断创新,科技运用已经被广泛的应用于石油行业的各个环节,成绩逐年上升,取得了显著的成果。
但近年来,随着油田生产进入中后期,由于长时间的注水、注气开发,频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀、地质储油层的不断变化等等诸多因素,使得各油田中套管损坏十分严重。
据资料统计,目前我国陆上各油田套管损坏数量在一万二千口以上。
油田套管的好坏直接关系着油田能否正常开采运营,是影响油田采出率的重要因素,其直接与国家的经济利益挂钩,是油田开采中需要重点维护的对象。
因此,新环境下,如何有效解决油田套管的损坏问题已成为当今油田开采的一大重点科研难题。
1 油田套管损坏的原因分析油田套管损坏形式可分为:套管弯曲、套管缩径、套管破裂与错断、套管穿孔、套管渗漏等。
其中,套管弯曲指在套管的某一段发生弯曲变形,使整条套管不成一条直线。
通常情况下,这主要是由于油田高压注水和地层应力造成的;套管缩径主要指套管中的某一横截面内径缩小,其主要原因是油田所注入的水进入到了泥岩层,地层应力发生变化,高压力挤压致使套管内径缩小;套管破裂和错断,其主要原因是地层高压力、综合高压力作用于套管所致;套管穿孔通常是由于周围土壤环境对套管的腐蚀作用造成的;套管渗漏通常是由于套管管材自身材质问题所持造成。
试论钻井工程对油井套管腐蚀损坏原因及预防措施

钻井液的pH值
钻井液的pH值是影响套管腐蚀 的重要因素之一。一般情况下, 酸性钻井液比碱性钻井液更容易
导致套管腐蚀。
钻井液中的微生物
某些微生物在钻井液中繁殖,可 能对套管造成腐蚀损害。
钻井过程中的物理化学因素对套管腐蚀的影响
压力与温度
钻井过程中,地层压力和钻井液的压力变化可能导致套管 内外产生压力差,从而加速套管腐蚀。同时,温度也是影 响套管腐蚀的重要因素之一。
套管材质
不同材质的套管对腐蚀的抵抗 力不同。
井液成分
井液中的酸、碱、盐等成分对 套管腐蚀有重要影响。
流速和冲刷
流速快、冲刷力强的区域更容 易导致套管腐蚀。
防腐措施
采取有效的防腐措施可以降低 套管的腐蚀速度。
01
钻井工程对油井套管腐蚀 损坏的影响
钻井液对套管腐蚀的影响
钻井液的化学性质
钻井液中通常含有多种化学成分 ,如无机盐、有机溶剂等,这些 成分可能对套管产生腐蚀作用。
工程实例三:采用缓蚀剂防护的套管防护
缓蚀剂防护是一种绿色、高效的防护方法。
缓蚀剂防护通过向油井中注入缓蚀剂,减缓或阻止套 管的腐蚀。该方法具有成本低、操作简便、环保等优 点。在实际应用中,需要根据油气田的实际情况选择 合适的缓蚀剂。
01
结论与展望
研究结论
套管材质的影响
不同材质的套管对腐蚀的敏感性不同。
摩擦与磨损
钻井过程中,钻头与套管壁之间的摩擦和磨损可能导致套 管表面损伤和腐蚀。
电化学腐蚀
在某些情况下,钻井液中的电解质可能引起电化学腐蚀, 导致套管损坏。
钻井过程中的微生物对套管腐蚀的影响
硫酸盐还原菌
这类微生物在缺氧条件下能将钻井液中的硫酸盐还原为硫化 氢,从而加速套管的腐蚀。
套管损坏原因分析及防治技术的研究
套管损坏原因分析及防治技术的研究摘要:随着钻井技术的发展,深井、超深井、复杂地层井、含腐蚀介质油气井的开采不断增加,随之而来的是套管的损坏率不断提高,影响了油气井的开采寿命,经分析研究认为套管的损坏原因主要由地质因素、工程技术因素、油气井开发方式等构成,针对不同的套损原因和机理,当前各国钻井界已采用了多种防治措施,通过综合利用这些技术,对延长套管寿命、进行套损修复、增加油气井的开采,均有很大的帮助。
关键词:套管损坏损坏原因机理防治技术一、套管损坏原因1.1变形和挤毁套管的变形和挤毁这两种损坏方式主要是由地质因素造成,油气井随着油气的开采,地层压力迅速释放,特别是油井出砂,使得储集层砂岩疏松,形成空洞,当上部覆盖地层和下部支撑地层的应力向储集层释放时,储集层就可能发生弹性变形和塑性变形,整个地层的应力变化,导致套管受挤压破坏,这种破坏形式在各大油田均有存在。
巨厚盐膏层的蠕变同样会产生套管的变形和挤毁破坏,这种现象在新疆塔河油田、江汉油田等地区普遍存在[2]。
在钻井和开采过程中,随着水分子对盐膏层的侵蚀,盐膏层的压力体系会产生变化,盐膏层发生蠕动变形,这在钻井过程中非常明显,其蠕变速度之快可导致下套管和固井作业的时间不够,在套管下入后,进行固井作业准备期间,盐膏层的蠕动就可能使套管变形。
并且,经验显示盐膏层厚度越大,蠕变速度越快。
1.2 错断套管的错断大多数由地层的断层滑移变形等造成,也可由盐膏层的蠕变造成,其对油气井的危害程度大于套管的变形和挤毁破坏,一旦形成错断,油气井就会报废,无法进行修复。
错断的产生往往在地层倾角较大的地区,由于对油气储层的开采,破环了原始地层的应力平衡,打破了原始地层结构力的相对静止状态,造成地层的蠕动,使地层的上下层面发生相对位移,对穿过地层的套管形成剪切,造成套管错断。
1.3 磨损套管的磨损大多由工程技术因素造成的,磨损方式可以分为纵向磨损和横向磨损。
纵向磨损主要由起下钻具、起下采油管具等施工引起,套管内管柱与套管之间的纵向相对运动造成这种磨损现象;横向磨损主要是由钻柱旋转,与套管之间形成相对转动引起,这些磨损方式在定向井、水平井等斜度较大的井或者是狗腿度严重的井,存在较为严重。
石油工程技术 井下作业 套管损坏原因及修井作业技术简介
套管损坏原因及修井作业技术简介引言在油田正常生产过程中,一旦油水井发生套管损坏,就会导致注采井网被破坏,给油田的正常生产带来了严重的影响。
为了恢复油水井正常生产,通常需要对破损套管进行修复,从而有效地避免油水井因套管损坏而导致停产问题的发生。
对油水井的正常生产,提升油田开发经济效益具有十分重要的现实意义。
套管损坏的原因多种多样,套管损坏的原因不同,其采用的修复技术也不同,因此,需要针对套管损坏程度,合理选择修复工艺技术。
1套管损坏原因分析1.1物理因素套管在井下服役过程中会受到多种力的作用,并且作用力来自不同的方向,如果作用力超过了套管允许的极限强度,套管就会发生损坏,所以,在进行下套管设计的过程中,需要对套管的材料及其强度进行合理的选择。
但是,由于我国大多数油田地质情况复杂,套管在井下的情况难以预测,另外,油水井在井下作业的过程中,有些井下工具在起下的时候经常会与套管发生碰撞或者刮擦,也会对套管质量造成一定的损坏。
综合而言,套管损坏的物理影响因素主要有地层运动产生的力对套管的破坏和套管在外加力的作用下造成的损坏,其中,地层力对套管的损坏程度较为严重。
地层力对套管产生的破坏主要有以下几种情况:1.1.1岩层产生塑性流动对套管的破坏。
如果地层中的岩层发生塑形流动就会对井下套管产生一定的破坏作用,轻则使套管变形,严重时可导致套管损坏,甚至发生断裂。
例如,地层中如果发育盐膏层或者盐层,这些地层一旦受到外力的作用,或者在高温高压的情况下就会发生塑性流动,并对套管形成挤压,通常套管在完井的过程中会采用水泥固井,对油层套管段进行封固,其目的主要是防止套管外壁受到外力的挤压,但是如果由于盐膏层或者盐层发生塑性变形产生的地层力远大于固井水泥承受的最大压力时,不均匀分布的载荷就会通过固井水泥外壁传递到套管中,进而对套管进行挤压,造成套管破坏。
1.1.2盐层坍塌对套管的破坏。
地层中的盐层遇水后会发生溶解,随着溶解的不断进行,井径也会不断地增加,当溶解达到一定程度时,就会发生盐层坍塌,从而对套管形成挤压和冲击,造成套管损坏。
油水井套管错断治理技术研究与应用
油水井套管错断治理技术研究与应用一、引言油水井的套管错断是油田开发中常见的问题之一,可能会导致井下作业困难和井筒中介质的泄漏,严重影响井下作业的顺利进行。
对套管错断进行治理技术研究和应用具有重要意义。
本文将围绕油水井套管错断的原因、治理技术研究和应用展开讨论。
二、套管错断原因套管错断是指套管在井下作业中发生损坏、断裂或错位的现象。
造成套管错断的原因主要包括以下几点:1. 受力超限:包括井下作业受力、地层压力、井眼参数等因素引起的套管受力过大,导致套管断裂或错位。
2. 腐蚀损伤:地层中的腐蚀性介质可能会导致套管的腐蚀损伤,使套管失去原有的强度和密封性能。
3. 疲劳破坏:井下作业频繁发生,套管受到反复加载和卸载,在长期使用中可能会发生疲劳破坏。
4. 设计缺陷:套管在设计、材料选用、制造等环节存在缺陷或不合理的因素,导致套管错断。
5. 人为因素:井下作业过程中的操作不当、管理不善、维护不到位等人为因素也可能导致套管错断。
三、套管错断治理技术研究1. 检测技术研究:采用超声波探伤、X 射线探伤、磁粉探伤等无损检测技术,对套管进行全面、准确定位的检测,找出套管的损伤部位和程度。
2. 修复技术研究:采用填充、包覆、粘接等修复技术,对套管的损伤部位进行局部修复,恢复套管的强度和密封性能。
3. 预防技术研究:通过改进套管材料、设计、制造工艺等方面的技术,提高套管的抗腐蚀性、抗疲劳性和抗受力能力,预防套管错断的发生。
4. 废弃套管处理技术研究:对废弃套管进行合理处理,包括回收再利用、再制造、环保处理等技术研究。
1. 采用先进的检测技术对套管进行全面检测,准确定位错断部位,为后续的修复工作提供准确的数据支持。
3. 加强对井下作业人员的培训和管理,提高其对套管错断治理技术的认识和应用水平,减少人为因素对套管错断的影响。
4. 加大对套管错断治理技术的投入,不断开展技术研究和应用实践,提高治理技术的先进性和实用性。
五、结论油水井套管错断治理技术研究和应用对于保障油田开发的顺利进行具有重要意义。
临盘油田套管损坏机理及防治研究的开题报告
临盘油田套管损坏机理及防治研究的开题报告一、选题背景随着全球油气资源的需求与供给矛盾加剧,油田开发难度不断增加,临盘油田作为我国海洋石油资源重要组成部分,在保障国家能源安全方面具有重要意义。
然而,在海洋环境恶劣、操作条件苛刻的情况下,临盘油井套管容易产生损坏,导致油气泄漏、环境污染、生产中断等问题。
因此,研究临盘油田套管损坏机理及防治对于保障海洋环境、提高油田生产效率、保障国家能源安全至关重要。
二、研究内容及目标本研究主要针对临盘油井套管损坏机理及防治进行深入探讨,具体包括以下内容:1.临盘油井套管损坏类型及机理分析。
通过文献资料调研和实地调查,总结套管损坏的基本类型和机理,为后续研究提供理论依据。
2.临盘油井套管损坏风险评估。
根据油井地质条件、井筒结构及操作工艺等因素,建立套管损坏风险评估模型,对临盘油井套管损坏概率进行预测和评估。
3.临盘油井套管损坏防治技术研究。
针对套管损坏机理及风险评估结果,探索临盘油田套管损坏防治的有效措施和技术手段,包括材料选型、初期保护、防腐涂层、监测预警和修补加固等方面,提高套管的耐损性和稳定性。
本研究旨在探索临盘油井套管损坏机理及防治,旨在为临盘油田的生产安全提供科学的理论基础和技术支持。
三、研究方法1.理论分析法。
通过文献调研和案例分析,总结套管损坏的基本类型和机理,并建立套管损坏风险评估模型。
2.数值模拟法。
通过有限元模型的建立,模拟套管在不同条件下受力的情况,对套管的稳定性进行评估和优化。
3.实验测试法。
采用实验测试方法,对材料的耐腐蚀性、力学性能和损伤评估进行实验验证,为防治措施提供依据。
四、预期成果及意义1. 建立临盘油井套管损坏风险评估模型,提高套管损坏的预测准确性。
2. 探索有效的临盘油井套管损坏防治技术,降低套管损坏率,提高临盘油田的生产效率和安全性。
3. 为临盘油井套管损坏的防治提供科学的理论基础和技术支持,对于我国海洋石油资源的开发和保护具有重要意义。
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油田套管损坏原因及防治措施研究
作者:范广振
来源:《中国石油和化工标准与质量》2013年第10期
【摘要】随着我国工业化进程的不断加快,对于能源的需求量也逐年增加,而作为我国经济战略的重要一环,石油开采也已步入了成熟稳定的阶段。
随着油田勘探开发的进一步深入,地质层物理性质发生了一系列的变化,以及一些工程因素的影响,造成了大量的油田套井损坏,严重影响了油田的开采进程。
本文概述了目前国内油田套井损坏的主要原因,并就这些原因提出了相应的预防措施和治理办法,对套管的治理工作具有一定的指导意义。
【关键词】套管损坏油田防治措施
随着改革开放的不断深入成熟,我国在经济、政治、文化、科技方面均取得了显著的成绩。
改革开放初期,国家提出“依靠科技进步,加快油田发展”的号召。
通过引进国外的先进技术,并依靠我们自身的不断创新,科技运用已经被广泛的应用于石油行业的各个环节,成绩逐年上升,取得了显著的成果。
但近年来,随着油田生产进入中后期,由于长时间的注水、注气开发,频繁的井下作业施工以及套管材质与腐蚀、地质储油层的不断变化等等诸多因素,使得各油田中套管损坏十分严重。
据资料统计,目前我国陆上各油田套管损坏数量在一万二千口以上。
油田套管的好坏直接关系着油田能否正常开采运营,是影响油田采出率的重要因素,其直接与国家的经济利益挂钩,是油田开采中需要重点维护的对象。
因此,新环境下,如何有效解决油田套管的损坏问题已成为当今油田开采的一大重点科研难题。
1 油田套管损坏的原因分析
油田套管损坏形式可分为:套管弯曲、套管缩径、套管破裂与错断、套管穿孔、套管渗漏等。
其中,套管弯曲指在套管的某一段发生弯曲变形,使整条套管不成一条直线。
通常情况下,这主要是由于油田高压注水和地层应力造成的;套管缩径主要指套管中的某一横截面内径缩小,其主要原因是油田所注入的水进入到了泥岩层,地层应力发生变化,高压力挤压致使套管内径缩小;套管破裂和错断,其主要原因是地层高压力、综合高压力作用于套管所致;套管穿孔通常是由于周围土壤环境对套管的腐蚀作用造成的;套管渗漏通常是由于套管管材自身材质问题所持造成。
针对油田的特殊情况以及开采过程中的具体操作因素,又可将套管损坏的原因分为三类:油田的特殊地质环境因素,油田用套管管材及工艺技术因素,所处外部环境腐蚀因素。
(1)油田的特殊地质环境因素。
套管周围所处的地质环境在某层面产生高压力,挤压套管周围东额砂石岩层,进而将压力传递给套管。
套管由于受到外界不均匀的压力产生变形破裂等现象。
这一情况主要发生在较早开采的油田,套管管材本身材质不强。
(2)油田用套管管材及工艺技术因素。
套管管材工艺以及工程技术因素主要是以下原因所造成:首先,一部分套管在出厂时就已经是不合格的残次产品,这些产品或是表现在内部结构粗糙,有缺陷如管壁薄厚不一,管道接口不合格,使得套管在下井时发生断裂、渗漏甚至脱落等问题;其次,套管在下井后,未对套管周围地形做充分的调查研究,致使套管在下井时“受伤”,损坏变形;最后,随着油田的不断开采(如不断注水),地下储层压力逐渐变大,并向上传递,不同的地层压力不同,致使套错出现错位、变形等问题。
(3)所处外部环境腐蚀因素。
油田套管下井后,会受到周围环境物质的各种腐蚀。
如:周围土壤对套管管材的化学腐蚀、电化学腐蚀以及细菌腐蚀等,致使管材发生化学作用,材质发生变化,从而出现套管变形、渗漏、断裂、错断等问题。
2 油田套管损坏的防治措施
2.1 选择合适的套管管材
在选择套管时,一方面要根据油田的具体情况(如地层环境特点,土壤特点,岩石、砂石以及水分分布等),选择质量可靠、强度高、性能好的套管,尤其是套管易损的部位(油层段和特殊地层段);另一方面,要依据油田在开采过程中,钻井自身的工程结构、管材特点、水泥返高、地层异变压力等进行综合考虑分析,选择合适的管材,最大限度的延长套管的使用寿命。
2.2 提高固井质量,优化射孔工艺
固井质量的好坏直接影响着套管的使用寿命,要想提高固井质量,比较成熟的做法是采用优质的水泥泥浆来保证水泥的顶替效率以及水泥的凝固强度,尤其是在矿物质含量较高的地层,固井时要尽量保证水泥的返高,来隔绝地层中的矿物质、气体和水,避免腐蚀。
通常情况下,射孔会造成套管强度下降,鉴于此,优化射孔工艺和射孔参数,在保证射孔的深度的前提下,避免射孔孔眼处裂纹的产生,从而提高套管使用寿命。
2.3 优化生产工艺,改进防腐技术
在注水工艺中,根据油田现场的油井工作情况,适当的降低注水压力,从而防止其因注水压力过大而造成的套管受力过大以及地层坍塌破裂等事故发生。
在防腐方面,通过加入缓蚀剂来解决管道内流体对套管内壁的腐蚀。
对于外部土壤环境的腐蚀,一般采用阴极保护法和涂覆防腐层的方法,来降低化学腐蚀和电化学腐蚀以。
3 结语
油井套管的安全对于油井稳定持续高效生产具有重要的作用,且目前油田套管成本较高,防止套管的损坏,提高套管的工作寿命,对于降低油田生产成本,提高经济效益具有重要的研究意义。
从本文可以了解到,套管损坏主要是由于地质、工程和腐蚀等因素导致套管所受外挤
压力超过其抗挤压强度而引起的,要想有效的防止套管损坏,主要应从如何防止外挤力超过套管屈服强度(包括防止注水进入非油层,以达到防止泥页岩蠕变、层间滑动、断层复活、盐岩浸蚀坍塌等方法)和提高套管强度来增加抗外挤力(主要包括提高套管抗挤等级、套管的壁厚,用双层套管和防止射孔严重伤害套管等方法)两方面入手,同时提高防腐技术,以此来延长油田套管工作寿命,降低成本,提高效率。
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