高压注水导致套管损坏定位方法及机理分析
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存 在 ．为 套损 创 造了静态 地 质 条 件。
套 损 类 型 具 有多样 性 ．按 其 损 坏 的特 征 和 原 因可 以分 为 力学剪 切 变 形 和 漏 失套 损 两 种 类 型 。只有 成 功 引入 断点 以下套 管 ，才 能 进行 新 旧套 管对 接 。套 损 部位 准 确 定 位 技 术 是 取 套 施 工 中最 关 键 的 。 据 统 计 该 油 田某 油 区 有 数 十 口套 损 井 ． 对 于 这 些 井的 修 复该 技 术具 有 重要 的作
［ 许 涛 等 ． 高 压 注 水引 起套 损 的机 理 ２ 】
Ｊ 断块油气田，２ ０ ］ ０ ７１ 料 ，计 算 时取 该 油 区原 始 地 层 压 力梯度 研 究 ［ ．
［ 国华等 高压注水 对油 田套管的 ３蔡 ３ ］ ．８ ／１ ｍ 岩 石压 水 压 力换 算 到套 损 点 Ｏ ９ １ ａ Ｏ １． ２Ｘ １ Ｏ一 原 始 孔 隙 度 Ｏ ２ ，套 管 弹 性 损 坏 及 防 治分 析 ［ ．２ Ｊ 油机 械 ．２ ０ ．． ］石 ０１ ３ 的注 水 压 力 ，并计 算 破 裂 压 力和 井底 注
二 高 压 注 水 导 致 砂 泥岩 界 面 套 损 的
机 理 分析
压 力 图 （ 算 井 口减 ｔ ． Ｍ ａ 换 ８ Ｐ） ０
质 薄 弱面 存 在 ，当注 水压 力达 到 一定 程 面 注 水 后 的 应 力 重 新 分 布 变 形 破 坏 往 于平 均 临界 剪 切压 力 换算 至 井 口的 压 力 度 时 ．地 层 会 在 泥 岩 夹层 和 钙 尖 界 面处 往 发 生 在 断 层 面 或 地 层 界 面 处 或 岩 性 界 值 ， 由 此 可 知 井 口注 水 压 力 过 高 ， 导 致 失稳 滑 动 ．如 果再 由于套 管 强 度 降 低 最 为 面处 ， 因为 界 面 多为 应 力 薄 弱面 。高 压 地 层 失 稳 从 而 发 生套 损 图 ２ 该 油 区 终将 导致 套 管 变形 或错 断 。高压 注水 时 注 水促 使 岩 层滑 动 ，一 般 有 两 种 类 型 ： 某 井 井 口注 水 压 力历史 值 与 临界 剪 切压 如 油层 物 性 差 ．连 通 性 不好 ．就 会 在 高 是 重 力作 用滑 动 类 型 ；另 一种 是 注 采 力、破 裂压 力关 系图 。 压 注水 过 程 中形成 高 压 区块 。 区块 内压 在 多产 状 地 层 中 ．合 理 的 注 水 压 压 差 推 动 类 型 。从 该 油 田的实 际 开发 地 ．该 图为 临 界 注 水 压 力与 地 层 力上 升 ，吸 水 层 厚度 增 加 ，导 致 岩 石骨 质 资 料 来 看 ，该 油 区生 产层 的沉 积 环 境 力见 图 ２ 架 膨 胀 ．在 水 泥 环 胶 结 良好 的情 况 下 ， 是 三 角 洲 前 缘 席 状 砂 ， 沉 积 环 境 决 定 了 倾 向 和 倾 角 的 关 系 图 ，横 轴 为 地 层 倾 穿 过 该 油 层 的套 管 随 之伸 长 ，因而 对套 ０ ６） 砂 泥 岩 互 层 的 地 质 情 况 。 而 不 同 性 质 向 （ －３ ０ ，纵 轴为 临界 注 汽压 力。 图 管 产生 了较 大 的附加 拉 应 力 的 地 层 之 间 ，岩层 界 面本 身就 是 一 软 弱 ２中相 应 颜 色 的线 代 表相 应 倾 角 下 的临 ３ 高 压 注水 使 套管 抗 挤 压能 力 明显 ． 面 ，在 外力 作 用下 极 易 引起 滑 移 或 岩层 界 注 汽 压 力 值 。 从 图 ２中 可 以 得 到 如 下 下 降 ．套 管 容 易 变形 或 剪 断 ．大 庆 油 田 即所 有 地 层 方 位 失 稳 。 在 注 水 开 发 中 ． 当 注 入 压 力 达 到 启 示 ：所 有 地 层 产 状 （ 生 产 层套 管 因抗 挤压 或 抗 剪能 力下 降后 定 值 ．或者 水 泥 胶 结 质 量不 好 的 情况 角 和 倾 角 ） 下 的 临 界 注 汽 压 力 ；相 同 产 生 的变形 特 征 就 是 例证 口 即 下 ，砂 岩 层 的 注 入 水会 窜入 泥 岩 层 。一 倾 角 ，不 同 倾 向 的 地 层 （ 同 一 颜 色
２ １ ３ ７ ０１ ０《 ）： ８ ９． ６ －６
，
Ｊ ］油气田地面工程 ． 者导 致 孔 隙压 力增 高 ，使 得带 有 一定 倾 上 地 层 最 稳 定 ； 临 界 注 汽 压 力 在 水 平 损现状及主要影响因素 ［
角 的地 层 在 重 力作 用 下失稳 。故 高 压 注 最 小 主 应 力 方 向上 ， 即此 方 向 上 的 地 层 最 不 稳 定 。 根 据 该 油 田 的 实 际 生 产 资 水在很 大程 度 上是 套 损 的诱 发 因素。 对 该 油 田地 层 地 应 力进 行 了测 试 ．
用与意 义 。
图 ２ 该 油 田不 同 产 状 地 层 临 界 剪 切
图 １ 某井 １ ０ ０～ １ ０ ３ ８米 岩 心 显 示 ３
存 在 岩 石 薄 弱 面
２ 在 组 合 生 产 和 组合 压 裂 过 程 中， ． 由于高 压 注 水将 导致 砂 岩 孔 隙压 力发 生
一 一
岩 体 失稳 的决 定 因素在 于 岩体 结 构
临界 剪 切压 力 。而 实 际 井 口压 力注 水 历 变 化和 套 管 拉 应 力强 度 降低 。在 地 应 力 史 值 显 示 ，该 油 区 的 井 口注 水 压 力 远 大 作 用下 以及 砂 岩 间泥 岩夹 层 和 钙 尖 等地
旦 水进 入 泥 岩 层或砂 泥 岩界 面 ，将 引起 线 ） 临 界 水 压 不 同 ， 临 界 注 水 压 力 在 界 面的 失 稳 ．产 生侧 向力挤 压 套 管 ，或 水 平 最 大 主 应 力 方 向 最 高 ， 即 在 此 方 向
参 考 文 献
［ ”张春 轶 ，邓洪军 塔 河油 田油井套
套 损 类 型 具 有多样 性 ．按 其 损 坏 的特 征 和 原 因可 以分 为 力学剪 切 变 形 和 漏 失套 损 两 种 类 型 。只有 成 功 引入 断点 以下套 管 ，才 能 进行 新 旧套 管对 接 。套 损 部位 准 确 定 位 技 术 是 取 套 施 工 中最 关 键 的 。 据 统 计 该 油 田某 油 区 有 数 十 口套 损 井 ． 对 于 这 些 井的 修 复该 技 术具 有 重要 的作
［ 许 涛 等 ． 高 压 注 水引 起套 损 的机 理 ２ 】
Ｊ 断块油气田，２ ０ ］ ０ ７１ 料 ，计 算 时取 该 油 区原 始 地 层 压 力梯度 研 究 ［ ．
［ 国华等 高压注水 对油 田套管的 ３蔡 ３ ］ ．８ ／１ ｍ 岩 石压 水 压 力换 算 到套 损 点 Ｏ ９ １ ａ Ｏ １． ２Ｘ １ Ｏ一 原 始 孔 隙 度 Ｏ ２ ，套 管 弹 性 损 坏 及 防 治分 析 ［ ．２ Ｊ 油机 械 ．２ ０ ．． ］石 ０１ ３ 的注 水 压 力 ，并计 算 破 裂 压 力和 井底 注
二 高 压 注 水 导 致 砂 泥岩 界 面 套 损 的
机 理 分析
压 力 图 （ 算 井 口减 ｔ ． Ｍ ａ 换 ８ Ｐ） ０
质 薄 弱面 存 在 ，当注 水压 力达 到 一定 程 面 注 水 后 的 应 力 重 新 分 布 变 形 破 坏 往 于平 均 临界 剪 切压 力 换算 至 井 口的 压 力 度 时 ．地 层 会 在 泥 岩 夹层 和 钙 尖 界 面处 往 发 生 在 断 层 面 或 地 层 界 面 处 或 岩 性 界 值 ， 由 此 可 知 井 口注 水 压 力 过 高 ， 导 致 失稳 滑 动 ．如 果再 由于套 管 强 度 降 低 最 为 面处 ， 因为 界 面 多为 应 力 薄 弱面 。高 压 地 层 失 稳 从 而 发 生套 损 图 ２ 该 油 区 终将 导致 套 管 变形 或错 断 。高压 注水 时 注 水促 使 岩 层滑 动 ，一 般 有 两 种 类 型 ： 某 井 井 口注 水 压 力历史 值 与 临界 剪 切压 如 油层 物 性 差 ．连 通 性 不好 ．就 会 在 高 是 重 力作 用滑 动 类 型 ；另 一种 是 注 采 力、破 裂压 力关 系图 。 压 注水 过 程 中形成 高 压 区块 。 区块 内压 在 多产 状 地 层 中 ．合 理 的 注 水 压 压 差 推 动 类 型 。从 该 油 田的实 际 开发 地 ．该 图为 临 界 注 水 压 力与 地 层 力上 升 ，吸 水 层 厚度 增 加 ，导 致 岩 石骨 质 资 料 来 看 ，该 油 区生 产层 的沉 积 环 境 力见 图 ２ 架 膨 胀 ．在 水 泥 环 胶 结 良好 的情 况 下 ， 是 三 角 洲 前 缘 席 状 砂 ， 沉 积 环 境 决 定 了 倾 向 和 倾 角 的 关 系 图 ，横 轴 为 地 层 倾 穿 过 该 油 层 的套 管 随 之伸 长 ，因而 对套 ０ ６） 砂 泥 岩 互 层 的 地 质 情 况 。 而 不 同 性 质 向 （ －３ ０ ，纵 轴为 临界 注 汽压 力。 图 管 产生 了较 大 的附加 拉 应 力 的 地 层 之 间 ，岩层 界 面本 身就 是 一 软 弱 ２中相 应 颜 色 的线 代 表相 应 倾 角 下 的临 ３ 高 压 注水 使 套管 抗 挤 压能 力 明显 ． 面 ，在 外力 作 用下 极 易 引起 滑 移 或 岩层 界 注 汽 压 力 值 。 从 图 ２中 可 以 得 到 如 下 下 降 ．套 管 容 易 变形 或 剪 断 ．大 庆 油 田 即所 有 地 层 方 位 失 稳 。 在 注 水 开 发 中 ． 当 注 入 压 力 达 到 启 示 ：所 有 地 层 产 状 （ 生 产 层套 管 因抗 挤压 或 抗 剪能 力下 降后 定 值 ．或者 水 泥 胶 结 质 量不 好 的 情况 角 和 倾 角 ） 下 的 临 界 注 汽 压 力 ；相 同 产 生 的变形 特 征 就 是 例证 口 即 下 ，砂 岩 层 的 注 入 水会 窜入 泥 岩 层 。一 倾 角 ，不 同 倾 向 的 地 层 （ 同 一 颜 色
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Ｊ ］油气田地面工程 ． 者导 致 孔 隙压 力增 高 ，使 得带 有 一定 倾 上 地 层 最 稳 定 ； 临 界 注 汽 压 力 在 水 平 损现状及主要影响因素 ［
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用与意 义 。
图 ２ 该 油 田不 同 产 状 地 层 临 界 剪 切
图 １ 某井 １ ０ ０～ １ ０ ３ ８米 岩 心 显 示 ３
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２ 在 组 合 生 产 和 组合 压 裂 过 程 中， ． 由于高 压 注 水将 导致 砂 岩 孔 隙压 力发 生
一 一
岩 体 失稳 的决 定 因素在 于 岩体 结 构
临界 剪 切压 力 。而 实 际 井 口压 力注 水 历 变 化和 套 管 拉 应 力强 度 降低 。在 地 应 力 史 值 显 示 ，该 油 区 的 井 口注 水 压 力 远 大 作 用下 以及 砂 岩 间泥 岩夹 层 和 钙 尖 等地
旦 水进 入 泥 岩 层或砂 泥 岩界 面 ，将 引起 线 ） 临 界 水 压 不 同 ， 临 界 注 水 压 力 在 界 面的 失 稳 ．产 生侧 向力挤 压 套 管 ，或 水 平 最 大 主 应 力 方 向 最 高 ， 即 在 此 方 向
参 考 文 献
［ ”张春 轶 ，邓洪军 塔 河油 田油井套